HAIMATULEHDUKSEN ETIOLOGIA

Transkriptio

1 HAIMATULEHDUKSEN ETIOLOGIA Viljami Kähkönen Tutkielma Lääketieteen koulutusohjelma Itä-Suomen yliopisto Terveystieteiden tiedekunta Lääketieteen laitos / gastrokirurgia Maaliskuu 2019

2 1 ITÄSUOMEN YLIOPISTO, Terveystieteiden tiedekunta Lääketieteen laitos Lääketieteen koulutusohjelma KÄHKÖNEN, VILJAMI: Haimatulehduksen etiologia Opinnäytetyötutkielma, 32 sivua Tutkielman ohjaajat, professori Tuomo Rantanen, professori Matti Eskelinen Maaliskuu 2019 Asiasanat: haimatulehdus, etiologia, alkoholi, kalsium Akuutti haimatulehdus (AP) on yleisimpiä sairaalaan ottamisen gastrokirurgisia syitä. Suurin osa tapauksista on lieviä, mutta vakaviin haimatulehduksiin kuolleisuus on yhä suuri. Suomessa yleisin AP:n syy on alkoholin käyttö, ja pidättäytymällä alkoholin käytöstä AP:n uusiutumista voidaan vähentää. Toiseksi suurin AP:n syy on sappikivitauti ja muita syitä ovat esimerkiksi hypertriglyseridemia, lääkkeet, hyperkalsemia ja ERCP:n jälkeinen AP. Mekanismia, jolla alkoholi aiheuttaa AP:n, ei tunneta tarkasti. Kuluvan vuosikymmenen aikana solunsisäisen kalsiumin roolista on julkaistu uusia tutkimuksia. Alkoholin nonoksidatiivisten metaboliatuotteiden ja sappihappojen katsotaan aiheuttavan liiallista kalsiumkuormaa haiman asinaarisoluissa ja toistaiseksi tuntemattomasta syystä altistavan proteaasien ennenaikaiselle aktivoitumiselle. Proteaasien aktivoitumisen katsotaan nykytietämyksen mukaan olevan haimatulehduksen laukaiseva tekijä. Krooninen pankreatiitti (CP) on haimaa fibrotisoiva tulehduksellinen sairaus. Suomessa arviolta % CP:sta selittyy alkoholin runsaalla kulutuksella, mutta tästä ei ole olemassa kattavia epidemiologisia tutkimuksia. Muista länsimaista on raportteja, joissa alle 50 % CP:sta selittyy alkoholilla, ja trendi on ollut laskeva edellisiin vuosiin nähden. Muita CP:n etiologisia tekijöitä ovat esimerkiksi tupakka ja perinnölliset tekijät.

3 2 Sisällys 1 JOHDANTO 5 2 HAIMATULEHDUKSEN EPIDEMIOLOGIA 6 3 AP:N VAIKEUSASTEEN LUOKITUS 6 4 ALKOHOLI Alkoholin vaikutus haimatulehduksen kehittymiseen Alkoholin fysiologiset ja toksiset vaikutukset haimaan Muutokset PSC-soluissa Alkoholi ja kolekystokiniini Alkoholin metaboliatuotteet Solulimakalvoston stressi Tulehdusvälittäjäaineet Kolokalisaatioteoria 10 5 KOHONNUT SOLUNSISÄINEN KALSIUMPITOISUUS Fysiologinen Ca 2+ -signalointi Asinaarisolun sisäiset Ca 2+ -vaikutusalueet (Ca 2+ micro-domains) Pankreatiitin koemallit Sappihapot, FA:t ja FAEE:t aiheuttavat asinaarisolujen ATP-vajeen Ca 2+ -mikrovaikutusalueiden tuhoutuminen Galaktoosi estää soluvaurioita AP:n koemalleissa hiirillä Asparaginaasilla aiheutettu AP Yhteenveto [Ca 2+ ]i:n merkityksestä AP:ssa 16 6 SAPPIKIVITAUTI 16 7 LÄÄKKEET PANKREATIITIN AIHEUTTAJANA AP:n indusoivien lääkkeiden erityispiirteitä 18 8 AUTOIMMUUNIPANKREATIITTI 19 9 HYPERKALSEMIA PHPT ja pankreatiitti Maligniteetin aiheuttama hyperkalsemia Sarkoidoosi ja hyperkalsemia Yliannostus hyperkalsemian takana CASR-mutaatio pankreatiitin riskitekijänä Haiman kalkkeumat ja muut kalsiumin ilmentymät 23

4 3 10 HYPERTRIGLYSERIDEMIA HTGAP:n tautimekanismi KROONINEN PANKREATIITTI Suuntaukset CP:n etiologisessa jakaumassa Yhteenveto CP:n epidemiologiasta CP:n alatyypit CP:n kliininen kuva CP:n kehittyminen Tupakointi Perinnölliset tekijät MUUT ETIOLOGISET TEKIJÄT Diabetes ja lihavuus ERCP:n jälkeinen AP Pancreas divisum Trooppinen pankreatiitti Maligniteetti Oddin sulkijalihaksen toimintahäiriö POHDINTA 33 Lähteet 37

5 4 Lyhenteet AAP Asparagiinilla aiheutettu akuutti pankreatiitti ACh Asetyylikoliini AIP Autoimmuunipankreatiitti ALL Akuutti lymfosyyttinen leukemia AP Akuutti pankreatiitti ATP Adenosiinitrifosfaatti Ca 2+ Kalsium CaM Kalmodulliini CaMK Kalmodulliinikinaasi CASR Kalsiumia mittaava reseptori (Calcium sensing receptor) CCK Kolekystokiniini CFTR Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator CP Krooninen pankreatiitti CTRC Chymotrypsinogen C ERCP Endoskooppinen retrogradinen kolangiopankreatografia FAEE Rasvahappojen etyyliesteri FHH Familiaalinen hypokalsiurinen hyperkalsemia HTG Hypertriglyseridemia HTGAP Hypertriglyseridemiasta aiheutuva akuutti pankreatiitti IDCP Idiopathic duct-centric chronic pancreatitis IP3 Inositoli-1,4,5-trifosfaatti IP3R Inositoli-1,4,5-trifosfaattireseptori MPTP Mitochondrial permeability transition pore MRCP Magneettikolangiopankreatografia PAR2 Protease-activated receptor 2 PKA Proteiinikinaasi A PKC Proteiinikinaasi C POA Palmitoleiinihappo POAEE Palmitoleiinihapon etyyliesteri PRSS1 Kationinen trypsinogeeni PRSS2 Anioninen trypsinogeeni ROS Reactive oxygen species RyR Ryanodiinireseptori SPINK1 Serine protease inhibitor Kazal 1 TG Triglyseridi Solunsisäinen kalsiumpitoisuus [Ca 2+ ]i

6 5 Johdanto Äkillinen haimatulehdus (AP) on yleisimpiä sairaalaan ottamisen gastrokirurgisia syitä maailmanlaajuisesti (1). Suomessa arviolta AP:ta ilmaantuu vuosittain asukasta kohti, ja luku on ollut kasvamassa luultavasti lisääntyvän alkoholin kulutuksen vuoksi (2). Yleisimpinä AP:n aiheuttajina ovat alkoholi ja sappikivitauti, jotka käsittävät noin 90 % tapauksista. Krooninen haimatulehdus (CP) on usein alkuvaiheessa vaikeasti havaittava etenevä sairaus (3). Tauti aiheutuu tuntemattomista syistä luultua useammin, eivätkä kaikki tapaukset johdu alkoholin väärinkäytöstä (4). Suomalaisissa katsauksissa alkoholin syyosuudeksi on arvioitu %. Maailmalla on ilmennyt uusia hätkähdyttäviä jakaumia taudin etiologiassa: ensimmäistä kertaa Yhdysvalloissa ja Italiassa alkoholin syyosuudeksi CP:ssä on tutkimuksissa jäänyt alle 50 % (5,6). Idiopaattisten syiden määrä sen sijaan on lisääntynyt. Kun alkoholi ja sappikivitauti suljetaan pois AP:n aiheuttajista, jäljelle jää vaihteleva määrä eri syitä. Puolakkainen ja Kylänpää (7) ovat suhteellisen hiljattain julkaisseet suomenkielisen katsauksen, jossa käydään läpi varsin kattavasti alkoholin ja sappikivitaudin lisäksi jälkeen jäävän 10 %:n mahdolliset aiheuttajat. Tässä tutkielmassa käydään läpi kaikkia AP:n aiheuttajia vielä syvemmällä tasolla ja arvioidaan tutkimuksia, jotka on julkaistu vuoden 2010 jälkeen. Aineiston kerääminen tehtiin vapailla PubMed- ja Medictietokantojen hauilla. Puolakkainen ym. (8) kirjoittavat 2018 uudistetussa gastroenterologian ja hepatologian oppikirjassa, että nykykäsityksen mukaan solunsisäisellä kalsiumilla on merkittävä osuus AP:n patogeneesissä. He viittaavat haiman asinaarisoluilla jotka vastaavat haiman entsyymituotannosta tehtyihin viimeaikaisiin kokeisiin. Petersen ja Gerasimenko (esim. (9,10)) ovat edelläkävijöitä haiman asinaarisoluilla tehdyissä kokeissa, joissa on mitattu solujen sisäisen kalsiumpitoisuuden vaihteluita vasteena mahdollisimman fysiologisiin ärsykkeisiin. Haimatulehdus on pahimmillaan tappava tauti, eikä sen hoitoon ole olemassa spesifisiä lääkkeitä (10). Haimatulehduksen patogeneesi on edelleen joltain osin tuntematon. Tämän tutkielman yksi tarkoitus on edistää etiologista tutkimusta, joka parhaillaan voi johtaa uusien hoitokeinojen löytymiseen. Tämän lisäksi solunsisäisen kalsiumpitoisuuden merkitys AP:n patogeneesissä on tämän tutkielman erityinen käsittelyn aihe.

7 6 Haimatulehduksen epidemiologia AP:n ilmaantuvuus vaihtelee suuresti Euroopan sisällä, ja suurimmat luvut ovat Pohjois- ja Itä-Euroopassa. Roberts ym. (2017) (11) katsauksessaan ilmoittavat insidenssiksi :a kohti 4,6:sta 100:aan sairaustapausta riippuen Euroopan maasta. Suomalaisten äkillisten haimatulehdusten esiintyvyydestä ei ole olemassa viimeaikaisia tutkimuksia. Nykyiset arviot AP:n insidenssistä perustuvat Jaakkolan ja Nordbackin (1993) (12) vuosien tilastoihin, joiden mukaan hoitojaksojen määrä tuona aikana nousi 47:stä 73:een per , josta CP:n hoitojaksot vähennettynä saadaan AP:n insidenssiksi 60 / vuonna AP:ien lisääntymisellä oli vahva tilastollinen yhteys alkoholin kulutuksen lisääntymiseen. Nykyään AP:n insidenssiksi Suomessa voidaan arvioida per asukasta (2). AP:n insidenssi on kasvamassa esimerkiksi Yhdysvalloissa, ollen tällä hetkellä 40/ Syy on todennäköisesti lihavuuden lisääntymisessä ja sitä kautta sappiperäisten AP:ien lisääntymisessä, koska lihavuus on sappikivitaudin aiheuttaja. Diagnostisten tutkimusten saatavuuden lisääntyminen ja sitä kautta lievienkin AP:ien löytyminen selittävät myös trendiä (1). AP:n vaikeusasteen luokitus AP:n vaikeusaste luokitellaan elinhäiriöiden ja komplikaatioiden perusteella lievään, keskivaikeaan ja vaikeaan tautimuotoon Atlantan luokituksessa. Elinhäiriöihin kuuluvat hengitys- tai verenkiertoelimistön häiriö, munuaisvaurio, maksan, ruuansulatuskanavan, hyytymisjärjestelmän, hermoston, endokriinisen tai immuunijärjestelmän häiriöt (2,13). Paikallisia komplikaatioita ovat haiman viereiset nestekertymät, pseudokysta ja haiman nekroosi. Systeemisiä komplikaatioita ovat esimerkiksi olemassa olevan sepelvaltimotaudin tai kroonisen keuhkosairauden paheneminen. Taulukossa 4 on Laukkarisen ym. (2018) artikkelista modifioitu Atlantan luokitus AP:n vaikeusasteelle edellä mainittujen tekijöiden mukaan. Atlantan luokitus AP:n vaikeusasteelle (2) Lievä Ei elinhäiriöitä tai paikallisia komplikaatiota Keskivaikea 48 tunnissa ohi menevä elinhäiriö tai systeemisiä tai paikallisia komplikaatioita Vaikea Elinhäiriö kestää 48 tuntia tai enemmän Taulukko 4.

8 7 Keskivaikeassa tai vaikeassa AP:ssa syntyvät tulehdusvälittäjäaineet aiheuttavat systeemisen komplikaation, jossa mikroverenkierron läpäisevyys lisääntyy, kudosnestemäärä kasvaa ja kudosten hapensaanti vähenee. Lopulta se johtaa elinjärjestelmien häiriöihin. Vaikeassa AP:ssä, jossa elinhäiriö kestää yli 48 tuntia, kuolleisuus on ainakin 30 % (14). Alkoholi Alkoholi aiheuttaa maailmalla noin 30 % AP:sta ja Suomessa noin 70 % (2,15). Kuitenkaan alkoholi ei ole tilastoista päätellen yksinään kovin potentti haimatulehduksen aiheuttaja. Ulkomaisten tutkimusten mukaan alle 5 %:lle suurkuluttajista kehittyy pankreatiitti (4,15), Suomessa mahdollisesti hieman useammalle, 5 10 %:lle (7). Alkoholin aiheuttamalle AP:lle on tapana uusiutuna, jolloin puhutaan RAP:sta (recurrent acute pancreatitis). Tärkeää uusiutumisen ehkäisyssä on alkoholin käytön vähentäminen tai lopettaminen. Ensimmäisen alkoholiperäisen AP:n jälkeen on todettavissa annoksesta riippuvainen riski RAP:n kehittymiseen. Suomalaisessa seurantatutkimuksessa seurattiin 118 alkoholiperäisen ensi-ap:n saanutta potilasta. 18 potilasta pystyi olemaan alkoholitta ja heille ei viiden vuoden seurannassa tullut AP:a. Muiden 100 potilaan joukosta 34 %:lla uusiutui AP.(16) Alkoholin vaikutus haimatulehduksen kehittymiseen Mekanismia, jolla alkoholi aiheuttaa haimatulehduksen, ei varmuudella tunneta. Kuitenkin useita alkoholin aiheuttamia muutoksia haimasoluissa on onnistuttu kuvaamaan, jotka on lueteltu taulukossa 3. Muutosten ajatellaan olevan yhteydessä ruuansulatusentsyymien, etenkin trypsinogeenin ennenaikaiseen aktivoitumiseen haiman rauhasrakkulasoluissa eli asinaarisoluissa. Alkoholin aiheuttamat muutokset haimasoluissa Suora toksisuus Muutokset haiman PSC-soluissa Toksisuus yhdessä kolekystokiniinin kanssa Oksidatiiviset metaboliatuotteet Nonoksidatiiviset metaboliatuotteet Kohonnut solunsisäinen kalsiumpitoisuus Solulimakalvoston stressi Tulehdusvälittäjäaineiden muutokset Tsymogeeni- ja lysotsyymirakkuloiden kolokalisaatio Taulukko 3. Kerätty lähteistä (7,17,18).

9 8 Asinaarisolujen lisäksi haimassa on suhteellisen vähän tutkittuja tähdenmuotoisia soluja (pancreatic stellate cell, PSC), jotka huolehtivat haiman soluväliaineen kunnosta.(14) Alkoholin fysiologiset ja toksiset vaikutukset haimaan Alkoholi lisää haiman entsyymieritystä ja bikarbonaattieritystä, asinaarisolun basaalista entsyymituotantoa, haimanesteen viskositeettia ja vähentää verenkiertoa (7). Kokeellisissa tutkimuksissa alkoholin on havaittu lisäävän asinaarisolun ruuansulatus- ja lysosomaalisten entsyymien määrää ja epävakauttavan näitä sisältäviä rakkuloita, mahdollistaen lysotsyymejä ja tsymogeeneja sisältävien rakkuloiden yhdistymisen. Alkoholin vaikutuksesta Oddin sfinkterin tonukseen on todettu vaihtelevia tuloksia. Alkoholi ei estä nykykäsityksen mukaan tällä tavalla haimaentsyymien ulostuloa. Sen sijaan on näyttöä alkoholin vaikutuksesta haimanesteen saostumiseen pieniin sappiteihin. Saostuminen tapahtuu kahden entsyymikomponentin kautta. Näin syntyneet proteiinitulpat muodostavat edelleen kalkkeumia, tiehyen vaurioita ja arpeutumista ja lisääntyvää obstruktiota. Tämä johtaa rauhasrakkuloiden atrofiaan ja haiman fibrotisoitumiseen (14). Muutokset PSC-soluissa PSC-solut (pancreatic stellate cells) aktivoituvat alkoholin ja sen metaboliittien vaikutuksesta. PSC-solut alkavat tuottamaan sytokiineja, joilla voi olla merkitystä AP:n kehittymisessä.(14) Alkoholi ja kolekystokiniini Kolekystokiniini (CCK) on pohjukaissuolen neuroendokriinisistä soluista aterian yhteydessä erittyvä hormoni. Vagaalisen stimulaation ohella CCK lisää voimakkaimmin haiman ruuansulatusentsyymien eritystä.(19) Eläinkokeissa on saatu indusoitua haimatulehdus suurilla, reilusti fysiologista suuremmilla CCK-pitoisuuksilla. Mielenkiintoista on havainto, että etanolilla syötetyt eläimet kehittivät AP:n CCK-pitoisuuksilla, jotka olivat lähempänä fysiologisia pitoisuuksia.(20) Alkoholin metaboliatuotteet Alkoholin oksidatiivisessa metaboliassa etanolista tuotetaan asetaldehydia alkoholidehydrogenaasin ja sytokromi P450 2E1 -entsyymien avulla. Asetaldehydi on haimalle haitallista ja tässä samassa reaktiossa vapautuu myös happiradikaaleja (ROS,

10 9 reactive oxygen species). Toisaalta kyseisten entsyymien aktiivisuus on vähäistä haimassa.(18) Alkoholin nonoksidatiivisessa metaboliassa syntyy rasvahappojen etyyliestereitä (FAEE, fatty acid ethyl ester) FAEE-syntaasin yhdistäessä etanolin vapaisiin rasvahappoihin. FAEEsyntaasin määrä on suhteellisen runsas haimassa, suurempi esimerkiksi kuin maksassa. FAEE:n on huomattu kertyvän haimaan pankreatiitin yhteydessä, niin ihmisillä kuin koeeläimillä. FAEE instabiloi lysosomien kalvorakenteita, mikä voi johtaa lysosomien ja tsymogeenigranuloiden yhdistymiseen ja trypsiinin aktivoitumiseen (21). Tutkimuksissa on käytetty erästä pitkäketjuista FAEE:tä (POAEE; palmitoleiinihapon etyyliesteri), jolla on saatu aikaan asinaarisolujen pitkittyneesti kohonnut solunsisäinen kalsiumpitoisuus (22). Solulimakalvoston stressi Haimaentsyymien synteesi tapahtuu solulimakalvostossa. Toimivien entsyymien aikaansaamiseksi tarvitaan aminohappojärjestyksen lisäksi rikkisiltojen muodostumista ja kaperonivälitteistä laskostumista. Näin valmistuneet entsyymit siirtyvät Golgin laitteeseen, missä niitä edelleen muokataan, jonka jälkeen ne siirtyvät lysotsyymejä ja entsyymejä sisältäviin granuloihin. Oikein tapahtuva laskostuminen ja siirtyminen solun sisällä ovat välttämättömiä ennenaikaisen entsyymiaktiivisuuden ehkäisemiseksi.(18) Solulimakalvoston toimintojen häiriintymistä kutsutaan solulimakalvoston stressiksi. Toimintoihin kuuluvat esimerkiksi riittävä oksidatiivinen potentiaali rikkisiltojen muodostamiseksi ja riittävät Ca 2+ - ja ATP-varastot. Hiirillä tehdyissä kokeissa on osoitettu alkoholin aiheuttavan solulimakalvoston stressiä. Stressi ilmenee solulimakalvoston laajenemisena ja sen redox-tilan muuttumisena. Jatkotutkimuksissa käytettiin hiiriä, jotka olivat heterotsygootteja erään virhelaskostumista estävän geenin suhteen. Hiirille annettiin alkoholia, minkä seurauksena muun muassa tsymogeenirakkulat paikantuivat soluun epäsoveliaasti.(18) Tulehdusvälittäjäaineet Haimatulehduksessa suuren osan syntyneestä vauriosta aiheuttaa tulehdusreaktio, jota säätelee muun muassa NF-κB- ja AP1-transkriptiotekijät. Alkoholilla ruokituilla eläimillä, jotka kehittivät pankreatiitin suhteellisen pienillä CCK-pitoisuuksilla, oli havaittavissa korkeampi NF-κB-aktivaatio ja muun muassa TNF-α- ja interleukiini 6 -lähetti-rna:n aktivaatio.(18)

11 10 Kolokalisaatioteoria Tämän teorian mukaan tsymogeenirakkulat yhdistyvät lysotsyymiä sisältäviin rakkuloihin aiheuttaen trypsiinin ennenaikaisen aktivaation. Vahingollisen ketjun saa aikaan esimerkiksi obstruktio haimatiehyeen alajuoksulla, joka häiritsee tsymogeenirakkuloiden eksosytoosia. Kerääntyvät eksosytoosirakkulat yhdistyvät lysosomien kanssa, ja lysosomin sisältämän entsyymin (cathepsin B) tiedetään pystyvän aktivoimaan trypsinogeenin trypsiiniksi.(14) Kolokalisaation sijaan voidaan puhua myös häiriöstä solun autofagiassa eli häiriöstä tarpeettomien soluosien hävitämisessä lysosomien avulla. Pankreatiitille ominainen histologinen piirre on solunsisäisten vakuolien muodostus, joiden on osoitettu olevan autofagisia rakenteita. Ne muistuttavat lysosomeja, ja niiden sisältö on hajoamatonta tai osittain hajonnutta solumateriaalia. Pankreatiittiin siis jollain tavalla liittyy häiriytynyt eitoivotun solumateriaalin hävittäminen.(18) Kohonnut solunsisäinen kalsiumpitoisuus Solunsisäisen kalsium on tärkeä komponentti asinaarisolujen entsyymierityksen säätelyssä. Tämän vuosikymmenen tutkimuksissa huomio on kiinnittynyt häiriöihin signalointiketjuissa, joissa Ca 2+ on osana. Huomion kiinnittymisen syynä on se, että kohonneella solunsisäisellä Ca 2+ -pitoisuudella ([Ca 2+ ]i) on huomattu olevan yhteys patologisiin mekanismeihin, jotka johtavat solun autodigestioon. Merkittävien tutkimuslöytöjen tekijöihin kuuluvat Ole Petersen, Julia Gerasimenko ja muut. Haimatulehduksen tutkiminen on ollut aiemmin hankalaa puuttuvien koemallien takia, niin kuin Puolakkainen (7) toteaa. Petersen ym. tuovat kuitenkin uusia tuulia tälle rintamalle. He ovat tehneet in vitro kokeita asinaarisoluilla ja käyttäneet altisteina sappihappoja ja alkoholin metaboliatuotteita. Nämä altisteet ovat yhteydessä AP:n yleisimpiin aiheuttajiin, sappikivitautiin ja alkoholiin. Tähän mennessä kaikkein laajimmin käytössä ollut APkoemalli perustuu CCK-reseptorien ylistimulaatioon epäfysiologisilla annoksilla, joka ei noudata oikeaa AP:n tautimekanismia. Sen vuoksi on relevantimpaa käyttää koemalleissa sappihappoja ja alkoholin metaboliatuotteita (23). Uudet koemallit ja tutkimustulokset ovat avanneet jo ovia uusien hoitomuotojen kehittämiseen. Tärkeä havainto uusissa koemalleissa oli, että altistamalla asinaarisolut sappihapoille tai alkoholin metaboliatuotteille saadaan aikaan soluissa ilmenevä ATP-vaje. (Tätä vajetta ei ole syntynyt perinteisissä CCK-reseptorien ylistimulaatioon perustuvissa

12 11 koemalleissa.)(23) Tämän vajeen korjaukseen on käytetty galaktoosia ja pyruvaattia, ja näillä on saatu lupaavia hoitotuloksia in vitro - ja eläinkokeissa (24). Vaikka uusi tutkimusalue on tuottanut myös paljon uusia kysymyksiä, käymme seuraavaksi läpi asioita, joita tiedämme: millä lailla Ca 2+ liittyy asinaarisolun signalointiin, solun eri osien rooleja signaloinnissa, Ca 2+ -mikrovaikutusalueen (Ca 2+ microdomain) käsitettä, Ca 2+ - signaloinnin häiriytymistä, haitallisia muutoksia asinaarisolussa, Ca 2+ -signaloinnin häiriytymisen fataalit seuraukset ja millä lailla seurauksia voidaan estää. Lisäksi esittelemme vielä uuden koemallin: asparaginaasilla aikaansaadun pankreatiitin koemallin. Fysiologinen Ca 2+ -signalointi [Ca 2+ ]i on asinaarisolun lepotilassa hyvin alhainen. Tämän ansioista Ca 2+ pystyy toimimaan toisiolähettinä: tarvitaan vain pieni nousu Ca 2+ -pitoisuudessa että haluttu vaikutus tulee esiin. Inositoli-1,4,5-trifosfaatti (IP3) on ligandi, joka sitoutuu IP3-reseptoriin (IP3R). IP3R on solulimakalvostossa sijaitseva ligandivälitteinen Ca 2+ -kanava. IP3:n sitoutuessa reseptoriin Ca 2+ siirtyy solulimakalvostosta solulimaan ja [Ca 2+ ]i nousee. Proteiinikinaasit A ja C (PKA ja PKC) sekä kalmoduliinikinaasi (CaMK) pystyvät fosforyloimaan IP3R:a.(25) Elävässä asinaarisolussa [Ca 2+ ]i ei ole tasainen, vaan se oskilloi vaihtelevalla frekvenssillä (kuva 1). Syy tälle näyttäisi olevan kompleksinen, sisältäen sekä positiivista että negatiivista takaisinsäätelyä (feedback). Esimerkkinä positiivisesta takaisinsäätelystä on ryanodiinireseptori (RyR).(25) Kuva 1. Solunsisäisen kalsiumpitoisuuden oskillaatio, ns. Ca 2+ -piikit. Mikä on Ca 2+ :n kohde toisiolähettinä? Ca 2+ sitoutuu kalmoduliiniproteiiniin (CaM), jonka seurauksena CaM:in konformaatio muuttuu. Muutoksen seurauksena CaM muodostaa komplekseja eri entsyymien kanssa, jolloin entsyymit, kuten kalmoduliinikinaasit (CaMK:t) aktivoituvat.(25) Tärkeimmät asinaarisolun eritystä lisäävät solukalvoreseptorit ovat M3-muskariinireseptori, jonka ligandina on asetyylikoliini (ACh), ja kolekystokiniinireseptori (CCK-reseptori).

13 12 Reseptorit ovat jossain määrin samankaltaisia: molemmat linkittyvät samaan G-proteiiniin ja molemmat käyttävät fosfolipaasi C -signaalireittiä. Fosfolipaasi C muodostaa IP3:a, joka avaa IP3R-kalsiumkanavan. Näin on pystytty muodostamaan eheä signaaliketju alkaen ACh:sta ja CCK:sta aina CaMK:ien aiheuttamiin muutoksiin asti.(26) Asinaarisolun sisäiset Ca 2+ -vaikutusalueet (Ca 2+ micro-domains) [Ca 2+ ]i:n kannalta asinaarisolu on jaettu apikaaliseen ja basolateraaliseen osaan. Apikaalisessa osassa sijaitsevat tsymogeenigranulat, basolateraalisesti sijaitsee solulimakalvosto ja näiden rajalla on apikaalista osaa ympäröivä mitokondriovyöhyke (kuva 2). Solulimakalvostosta ulottuu granulaariseen osaan solulimakalvoston päätteitä, joista vapautuu kalsiumia granulaariseen osaan. Solun koko solulimakalvosto on toiminnallisesti täysin yhtenäinen, eikä mitokondriovyöhyke estä Ca 2+ :n liikehdintää solulimakalvoston eri osista apikaalisiin päätteisiin. Suurimmat Ca 2+ -varastot sijaitsevat solulimakalvoston basolateraalisessa osassa. Tämä Ca 2+ :n vapaa liikehdintä mahdollistaa apikaalisen Ca 2+ - signaloinnin pienivolyymisten solulimakalvoston päätteiden kautta ja päätteiden nopean palautumisen basolateraalisten Ca 2+ -varastojen kautta.(9) Kuva 2. Asinaarisolu. Huomaa mitokondriovyöhyke apikaalisen alueen ympärillä. Vaikka Ca 2+ liikkuu vapaasti solulimakalvostossa, sen liikehdintä solulimassa on tarkasti säädelty. Asinaarisolun toiminnan kannalta on tärkeää, että Ca 2+ -signalointi on paikallista,

14 13 nimenomaan apikaaliseen osaan rajoittuvaa. Kun solulimakalvoston päätteistä vapautuu Ca 2+ :a apikaalisen osan solulimaan, on olemassa mekanismi, joka estää Ca 2+ :n siirtymisen kaikkialle solulimaan. Tämä mekanismi pohjautuu toimivaan mitokondriovyöhykkeeseen. Tämä olettamus perustuu kokeisiin, joissa mitokondrioiden toiminta on estetty depolarisoimalla niiden sisäkalvo. Kun näin tehdään, apikaalisesti kohonnut [Ca 2+ ]i leviää koko soluun.(9) Pankreatiitin koemallit Perinteisissä koemalleissa, joissa pankreatiitti on aiheutettu CCK-hyperstimulaatiolla, on jo huomattu pitkittyneesti kohonnut [Ca 2+ ]i. Huomattavaa on ollut, että solunsisäisellä Ca 2+ - kelaattorilla on näissä koeasetelmissa saatu estettyä pankreatiitin kehittyminen. Pankreatiitin merkkeinä on pidetty solunsisäistä vakuolien muodostumista, mitä pidetään merkkinä trypsinogeenin aktivoitumisesta.(22) Sittemmin CCK-stimulaatioon perustuvista koemalleista on siirrytty sappihappoihin ja alkoholin metaboliitteihin perustuviin koemalleihin. Ensin tehtiin kokeita sappihapoilla, joiden patofysiologisesti relevanteilla annoksilla on samoin saatu aikaan pitkittynyt [Ca 2+ ]i ja asinaarisolujen apoptoosi tai nekroosi, riippuen sappihappojen annoksesta. Seuraavaksi tehtiin kokeita alkoholilla, mutta sillä ei ollut vaikutusta eristettyjen asinaarisolujen [Ca 2+ ]i:een. Sen sijaan tehtiin kokeita rasvahappojen etyyliestereillä (FAEE), varsinkin palmitoleiinihapon etyyliestereillä (POAEE) alkoholin metaboliiteilla ja huomattiin suuret ja pitkittyneet [Ca 2+ ]i:n nousut asinaarisoluissa.(22) Sappihapot ja FAEE:t nostavat [Ca 2+ ]i:a pääasiassa IP3R:n kautta, mutta myös RyR:n kautta. Ca 2+ :n vapautuminen IP3R:n kautta on lähiten yhteydessä trypsinogeenin aktivaatioon. Knock out -kokeissa IP3R-tyyppien 2 ja 3 poistaminen vähentää huomattavasti solunsisäistä Ca 2+ :n vapautumista ja trypsinogeenin aktivoitumista.(23) Sappihapot, FA:t ja FAEE:t aiheuttavat asinaarisolujen ATP-vajeen Toisin kuin CCK-hyperstimulaatiolla aiheutetuissa pankreatiitin malleissa, sappihappoihin ja alkoholin metaboliatuotteisiin perustuvissa koemalleissa kehittyy eristettyihin asinaarisoluihin ATP-vaje. ATP:ta tarvitaan tsymogeenigranuloiden eksosytoosiin (27) ja solulimaan vapautuneen Ca 2+ :n pumppaamiseen ulos tai takaisin solulimakalvostoon (23). Näiden tehtävien epäonnistuminen johtaa pitkittyneesti suurentuneeseen [Ca 2+ ]i:n. On myös

15 14 näyttöä siitä, että sappihapot ja alkoholin metaboliitit inhiboivat heksokinaasin toimintaa, täten häiriten asinaarisolun energiataloutta ja ATP-tuotantoa (24). Ca 2+ -mikrovaikutusalueiden tuhoutuminen Terveessä asinaarisolussa Ca 2+ -signalointi tapahtuu apikaalisessa osassa häiritsemättä Ca 2+ - varastojen palautumisprosessia solun basolateraalisella solulimakalvostolla. Tämä toiminnallinen kokonaisuus hajoaa patologisissa olosuhteissa. Ca 2+ -signaalit loiventuvat (vrt. terävät Ca 2+ -piikit kuvassa 1) merkkinä menetetystä apikaalisesta Ca 2+ - mikrovaikutusalueesta. Sekä rakenteellisia että toiminnallisia muutoksia esiintyy tässä vaiheessa: Ensinnäkin tsymogeenigranulat korvautuvat tyhjän näköisillä vakuoleilla. Toiseksi mitokondriot depolarisoituvat. Vakuoleissa trypsinogeeni on muuttunut trypsiiniksi, mikä laukaisee nekroosin johtavan prosessin. Kolmanneksi entsyymien paikallistuminen häiriintyy, kuten on FAEE:ta tuottavan entsyymin laita: normaalisti entsyymiä esiintyy vain apikaalisessa osassa, patologisissa olosuhteissa koko solussa. Tarkkaa mekanismia, jolla suurentunut [Ca 2+ ]i aiheuttaa trypsinogeenin aktivoitumisen, ei tunneta.(9) Galaktoosi estää soluvaurioita AP:n koemalleissa hiirillä Pengin ym. (24) tutkimukset perustuvat havaintoihin, että alkoholin metaboliitit, sappihapot ja asparaginaasi aiheuttavat asinaarisoluissa ATP-vajeen. Peng ym. raportoivat, että solunulkoisella glukoosilla ei ollut juurikaan vaikutusta vajeeseen, josta päätellen glukoosimetabolia on häiriytynyt näissä olosuhteissa. Yllättäen glukoosin korvaaminen galaktoosilla tai pyruvaatilla esti ATP-vajetta ja siitä seuraavaa nekroosia. He myös tutkivat galaktoosin vaikutusta hiirikokeissa, joissa AP aiheutettiin rasvahappojen ja etanolin yhdistelmällä tai asparaginaasilla. Molemmissa tapauksissa galaktoosi vähensi tulehdusta ja nekroosia. Peng ym. tutkivat eristettyjen asinaarisolujen ATP-pitoisuutta fluoresoivilla menetelmillä. He havaitsivat, että syntynyt ATP-vaje oli suunnilleen sama riippumatta siitä, käytettiinkö asparaginaasia, POAEE:tä, POA:ta (palmitoleiinihappo) tai sappihappojen seosta. Glukoosin poistaminen ei lisännyt ATP-vajetta, paitsi sappihapoilla aiheutetussa vajeessa lisäsi hieman.(24) Peng ym. ovat osoittaneet jo aiemmassa tutkimuksessaan, että pyruvaatti suojaa eristettyjä asinaarisoluja asparaginaasin aiheuttamalta nekroosilta. Nykyisessä tutkimuksessa he

16 15 kokeilivat lisäksi galaktoosin vaikutusta. Galaktoosi vähensi huomattavasti ATP-vajetta, kun aiheuttajina oli POAEE ja POA, ja selvästi vähensi myös näiden tekijöiden aiheuttamaa nekroosia. Pyruvaatilla oli hyvin samanlainen vaikutus. Pyruvaatti vähensi sappihappojen aiheuttamaa ATP-vajetta, ja pyruvaatti sekä galaktoosi lähes kokonaan poisti sappihappojen aiheuttaman nekroosin. Pyruvaatti ja galaktoosi suojasivat myös asparagiinin aiheuttamalta ATP-vajeelta ja nekroosilta.(24) Galaktoosin valinta tutkimuksen kohteeksi sai vaikutteita ihmisillä tehdyistä kokeista galaktoosin käytöstä Fabryn taudin, nefroottisen syndrooman ja perinnöllisten glykosylaation häiriöiden hoidossa. Galaktoosia esiintyy muun muassa ihmisen rintamaidossa. Peng ym. testasivat galaktoosia realistisissa hiirikokeissa, joissa AP aiheutettiin alkoholin ja POA:n yhdistelmällä. Galaktoosi huomattavasti vähensi edeemaa, tulehdusta ja nekroosia. Galaktoosi vähensi myös amylaasin aktiivisuutta, IL-6:a ja solunsisäistä trypsiiniä. Hiirikokeissa, joissa AP aiheutettiin asparagiinilla, galaktoosin antaminen vähensi edeemaa, tulehdusta ja nekroosia.(24) Glukoosin antaminen tai poisjättäminen eivät juurikaan vaikuttaneet tuloksiin. Tästä päätellen annetut yhdisteet, alkoholin metaboliatuotteet, sappihapot ja asparaginaasi, vaikuttavat negatiivisesti asinaarisolujen glukoosimetaboliaan. Hypoteesia testattiin käyttämällä glukoosianalogia, joka inhiboi glykolyysiä epäsuorilla mekanismeilla heksokinaasiin. Tuloksena oli ATP-vaje, nekroosia ja [Ca 2+ ]i:n nousu, hyvin samanlaiset tulokset kuin asparaginaasilla. Pyruvaatin lisääminen huomattavasti vähensi glukoosianalogin aiheuttamaa [Ca 2+ ]i:n nousua.(24) Asparaginaasilla aiheutettu AP (AAP) Asparaginaasi on kemoterapeuttinen lääke, jota käytetään lasten leukemioiden hoidossa, etenkin akuutin lymfosyyttisen leukemian (ALL) hoidossa. Kemoterapioissa, joissa asparaginaasi on ollut osana, on Rajan ym. (28) katsauksen mukaan 7 18 %:lla potilaista haittavaikutuksena tullut AP. On ollut epäselvää, millä mekanismilla asparaginaasi aiheuttaa pankreatiitin. Se poikkeaa kuitenkin hoitovaikutuksesta, joka perustuu solun asparagiinivarastojen tyhjentämiseen (10). Asparaginaasi on nykyään käytössä AP:n koemalleissa. Asparaginaasin on huomattu toimivan samanlailla kuin alkoholin metaboliatuotteet ja sappihapot: ne kaikki nostavat asinaarisolujen [Ca 2+ ]i:a ja aiheuttavat ATP-vajeen.(24)

17 16 Hiljattaisissa tutkimuksissa Peng ym. (2018) sekä Gerasimenko ym. (2018) esittävät, että asparaginaasi vaikuttaa signaaliketjuun, johon kuuluu solukalvolla sijaitseva PAR2- reseptori (protease-activated receptor 2). Väitettä tukee se, että PAR2-inhibiittorilla ollaan saatu estettyä patologinen [Ca 2+ ]i:n nousu ja asinaarisolujen nekroosi. Tätä löytöä voidaan käyttää kemoterapiapotilaiden tukihoitojen kehittämiseen AP:n ehkäisemiseksi.(10,24) Peng ym. tutkivat galaktoosin vaikutuksia AAP:n hoitona. Hiirille annettiin neljänä päivänä asparaginaasia PBS-liuoksessa pistoksena haimaan, kontrollihiirille vain PBS-liuosta. Hoitoryhmälle annettiin galaktoosia juomaveteen. Hiiret tapettiin neljän vuorokauden jälkeen ensimmäisestä pistoksesta ja haimat erotettiin histologista tutkimusta varten ja asinaarisolujen eristämistä varten. Tuloksena hoitamattomilla hiirillä oli AAP:n piirteet; turvotus, tulehdus ja nekroosi. Galaktoosilla hoidetuilla hiirillä oli vähemmän turvotusta, tulehdusta ja nekroosia. Kontrollihiirillä, joille ei ollut annettu asparaginaasia, ei ollut AP:n merkkejä.(24) Yhteenveto [Ca 2+ ]i:n merkityksestä AP:ssa Asinaarisolujen eritystoiminta on riippuvaista monitasoisista signalointireiteistä. Soluliman Ca 2+ -pitoisuus on tarkasti säädeltyä, ja solun apikaalisessa osassa on erityinen Ca 2+ :n mikrovaikutusalue, jossa tapahtuvan signaloinnin perusteella tsymogeenigranulat tyhjentyvät rauhasen luumeniin. AP:n patogeneesissä Ca + -signalointi häiriintyy, mikä näkyy kohonneina [Ca 2+ ]i-arvoina, ja tsymogeenigranulat korvautuvat tyhjännäköisillä vakuoleilla, mikä on merkki trypsinogeenin solunsisäisestä aktivoitumisesta. Häiriöt [Ca 2+ ]i:ssa korostuvat uusissa AP:n koemalleissa, joissa käytetään alkoholin metaboliitteja, sappihappoja tai asparaginaasia. Hoitokokeiluja hiirillä on tehty, joissa AP:n patogeneesiin kuuluvaa ATP-vajetta on korjattu pyruvaatilla ja galaktoosilla. Sappikivitauti Sappikiviä esiintyy länsimaisessa väestössä suhteellisen suurella osalla, noin %:lla. Korkeintaan viidesosalle niistä koituu vaivaa (29). Vain 2 % oireettomista sappikivien kantajista sairastuu sappikivien aiheuttamaan AP:iin. Tästä huolimatta sappikivitauti on maailmalla yleisin AP:n aiheuttaja, aiheuttaen 40 % tapauksista (15,30). Suomessa se aiheuttaa arviolta %. Sappikivet eivät aiheuta CP:a.(1,2) Sappitiehyen loppuosaan kiilautunut sappikivi nostaa sappi- ja haimatiehyeen painetta ja aiheuttaa sappi- ja haimanesteen refluksin haimatiehyeeseen (7,30). Haimaneste voi paineen

18 17 seurauksena siirtyä soluvälitilaan. Sappihapot voivat siirtyä asinaarisolun sisälle ja häiritä solun kalsiumsignalointia. Varmaa mekanismia, jolla sappikivi aiheuttaa AP:n, ei ole selvillä. Lankisch ym. (14) esittävät, että kliininen näyttö sappi- ja haimanesteen refluksille on vähäinen. Pienet sappikivet, kooltaan alle 5 mm, lisäävät AP:n riskiä. Yhtenä selityksenä tälle on, että pienempi kivi lähtee helpommin liikkeelle sappirakosta. Sappiteiden liejun tai kivisoran merkityksestä on eriäviä näkemyksiä. On epäselvää, voiko kivisora aiheuttaa AP:n. Jos voi, niin se selittäisi suuren osan idiopaattisista AP:sta. Kivisora jää alkuvaiheen kuvantamisessa monesti huomaamatta (2). Puolakkainen ym. (7) pitävät hankalasti todistettavana, että kivisora aiheuttaisi pankreatiitin. Rädyn ja Pulkkisen ym. (31) satunnaistutkimuksessa idiopaattisen AP:n sairastaneista potilaista osa hoidettiin sappirakon poistolla ja osaa seurattiin. Sappirakon poistolla hoidetuilla potilailla idiopaattinen AP toistui harvemmilla kuin kontrolliryhmässä. Poistetuista sappirakoista löytyi suurimmasta osasta kivisoraa tai lietettä. Tutkimustulos tukee sitä näkökulmaa, että sappiliete pystyisi aiheuttamaan haimatulehduksen ja olisi aiheuttajana osassa idiopaattisia AP:ta. Sappihapoilla on in vitro -koeasetelmissa saatu aikaan fysiologisilla annoksilla suuria muutoksia solunsisäisessä Ca 2+ -pitoisuudessa (23). Löydöt vastaavat FAEE:llä saatuja solutason muutoksia. Erityisesti solun apikaalisista Ca 2+ -varastoista vapautuva Ca 2+ on yhteydessä tsymogeenigranuloissa tapahtuvaan trypsinogeenin muuntumiseen trypsiiniksi. Lääkkeet pankreatiitin aiheuttajana Pankreatiitti on lääkkeen haittavaikutuksena harvinainen ja yksilöllinen. AP:sta alle 5 % on lääkeaineen aiheuttamia (15). Monella AP-potilaalla on ollut käytössä jokin AP:iin yhteydessä oleva lääke, mutta on vaikea sanoa, onko lääkkeellä ollut merkitystä kyseisessä tapauksessa. Lääkkeiden aiheuttamat pankreatiitit ovat tavallisesti lieviä tai enintään keskivaikeita. Tietyn lääkeaineen yhteys AP:iin perustuu tapausselostuksiin, tapausverrokkitutkimuksiin, eläinkokeisiin ja muihin kokeisiin (32). On olemassa epidemiologiseen dataan perustuvia riskiryhmiä, joilla lääkkeen aiheuttama AP:n riski on suurempi kuin valtaväestöllä. Näitä ovat hyvin nuoret tai hyvin vanhat henkilöt, naispuoliset, edennyttä HIV-infektiota potevat ja tulehduksellista suolistosairautta sairastavat potilaat.(33)

19 18 Jotta lääkkeen aiheuttama pankreatiitti voidaan diagnosoida, tarvitaan ensin AP:n diagnoosi. AP:lle ominaista ovat seerumin amylaasin ja C-reaktiivisen proteiinin nousu. Seuraavaksi lääkkeen aiheuttaman AP:n diagnosoimiseksi täytyy poissulkea yleisimmät aiheuttajat kuten sappikivitauti ja alkoholi. Tätä varten potilaan sairaushistoria tulee kartoittaa ja panna merkille onko potilaalla ollut oireita tai tutkimuslöydöksiä sappikivitaudista, alkoholin käytöstä, hyperkalsemiasta tai hypertriglyseridemiasta. Vatsan ultraääni tehdään sappikivien poissulkemiseksi. Lääkelista käydään läpi ja AP:a aiheuttava lääke lopetetaan, jos mahdollista, tai vaihdetaan toiseen lääkkeeseen.(32) Lääkkeen yhteys AP:iin voi olla varma, todennäköinen tai mahdollinen. Jokaisessa kategoriassa AP kehittyy järkeenkäyvässä ajassa lääkkeen käytön aikana ja lääkeainereaktio etenee odotetusti. Varmassa reaktiossa oireet loppuvat käytön loputtua ja oireet palaavat käytön uudelleen aloituksessa. Todennäköisessä reaktiossa oireet loppuvat käytön loputtua mutta uudelleen aloituksesta ei ole näyttöä, ja mahdollisessa reaktiossa puuttuu näyttö lääkkeen lopettamisen ja uudelleen aloituksen vaikutuksesta.(33) Viime vuosina raportteja uusista varmoista yhteyksistä AP:iin on tehty asparaginaasista, kapesitabiinista, tamoksifeenista, itrakonatsolista, karbamatsepiinista, olantsapiinista ja bortetsomibista (33,34). Entuudestaan tunnettuja varmoja aiheuttajia ovat mm. valproiinihappo, furosemidi, atsatiopriini, estrogeenit, tetrasykliini ja monet muut lääkeaineet (7). Mahdollisia mekanismeja, joilla tietyt lääkkeet aiheuttavat AP:n, ovat haimatiehyeen konstriktio, sytotoksiset ja metaboliset vaikutukset, toksisen metaboliitin tai välituotteen kertyminen ja yliherkkyysreaktiot.(32) AP:n indusoivien lääkkeiden erityispiirteitä Asparaginaasi. Käytetään akuutin lymfosyyttisen leukemian (ALL) kemoterapiassa. Tyhjentää solun asparagiinivarastot hydrolysoimalla sen asparagiinihapoksi ja ammoniakiksi. Leukeemisilla soluilla on vähäinen kyky syntetisoida asparagiinia, joten ne ajautuvat apoptoosiin. Katsaukset viimevuosilta varmistavat lääkkeen yhteyden AP:iin. Muita haittavaikutuksia ovat maksan vajaatoiminta, hyperlipidemia, tromboosi ja yliherkkyysreaktiot.(34)

20 19 ACE-estäjät. Enalapriili mainitaan joissain tapausselostuksissa (35), mutta näyttö on ristiriitainen. Uusia tapausselostuksia ei ole tullut. Jonesin ym. (32) mukaan ACE-estäjä voi aiheuttaa angioedeemaa ja ahtauttaa haimatiehyen alajuoksua. Diabeteslääkkeet. GLP-1-agonisteista, kuten eksenatidista on joitain raportteja, mutta varmaa yhteyttä ei ole. Epidemiologisesti on havaittu yhteys runsasrasvaiseen ruokavalioon ja mahdollisena tautimekanismina asinaarisolujen hypertrofia ja verisuoniston vaurio.(32,33) Diureetit. Furosemidillä on varma yhteys AP:iin, mahdollisina mekanismeina suora toksinen vaikutus, haimaerityksen lisääminen ja iskemia. Kokeissa on havaittu, että solunulkoisen nesteen pieneneminen on yhteydessä haiman verenkierron huononemiseen ja sitä kautta iskemiaan. Hydroklooritiatsidien haittavaikutuksina ovat hyperkalemia ja hypertriglyseridemia.(32) Opioidit. Kodeiinilla on varma syy-yhteys AP:iin. Mekanismina voi olla Oddin sfinkterin spasmi.(36) Valproiinihappo. Mahdollisena tautimekanismina on happiradikaalien suora toksinen vaikutus.(32) Autoimmuunipankreatiitti Autoimmuunipankreatiitti (AIP) on nimitys, jota on käytetty kuvaamaan kahta erilaista kliinistä fenotyyppiä, näin esimerkiksi Puolakkaisen ja Kylänpään katsauksessa (7). Fenotyyppejä kuitenkin erottaa se, että toinen on IgG4-välitteinen tauti ja toinen ei (37). Hiljattain on ehdotettu, että vain IgG4-välitteistä tautia kutsutaan AIP:ksi ja toista fenotyyppiä IDCP:ksi (idiopathic duct-centric chronic pancreatitis). Näin myös tehdään tässä tutkielmassa. AIP on tyypillisesti yli 60-vuotiaiden miesten tauti, ja se ilmenee kivuttomasta obstruktiosta johtuvana keltaisuutena, minkä vuoksi haimasyöpä on tärkein erotusdiagnoosi. Erotusdiagnostiikassa auttaa havainto muiden elinten sairastumisesta IgG4-tautiin. Tyypillisiä IgG4-taudin kohteita ovat sappitiehyt, munuaiset, silmäkuoppa, retroperitoneum ja imusolmukkeet. AIP:ssa IgG- ja IgG4-vasta-aineet ovat koholla, mutta joissain tapauksissa ne ovat normaalit, eikä sen takia vasta-ainepitoisuuksia voida käyttää AIP:n poissulkemiseen. Kuvantamislöydöksenä on makkaramainen haima. Harvemmin muutos on

21 20 paikallinen, ja tässä tapauksessa sitä ei ole helppoa erottaa maligniteetista. Haiman päätiehyessä on diffuusia tai segmentaalista kaventumaa.(37) IDCP (aiemmin tyypin 2 AIP) on tuntemattomasta syystä johtuva pankreatiitti, joka kohdentuu erityisesti haimatiehyeeseen. Tavallisin ilmiasu on AP, melkein puolessa tapauksista. Kaikkiaan IDCP on harvinainen AP:n aiheuttaja, alle 1 % kaikista AP:sta selittyy IDCP:llä (15). Muita ilmiasuja ovat kivuton obstruktiivinen keltaisuus, fokaalinen massa haimassa tai oireinen haimatiehyeen obstruktio. AIP:sta poiketen potilaat ovat nuorempia miehiä sekä naisia. Potilailla voi olla samaan aikaan tulehduksellinen suolistosairaus. IDCP:ssä ei ole kohonneita vasta-ainetasoja eikä muitakaan serologisia merkkiaineita. Kuvantamisessa löydöksenä on tavallisesti fokaalinen massa tai diffuusi suureneminen. Histologisesti IDCP ja AIP ovat samankaltaisia, paitsi IDCP:ssä haiman epiteelissä on granulosyyttinen infiltraatio. IDCP:ssä ei ole IgG4-positiivisia plasmasoluja.(37) AIP:n hoidon päämääränä on hallita haiman tulehdusta. Kortikosteroideilla saadaan usein dramaattinen helpotus oireisiin, mutta on epäselvää, pystytäänkö niillä estämään haiman atrofiaa ja fibrotisoitumista. Oireiden, kuten vatsakivun ja keltaisuuden, jatkuminen hoidosta huolimatta on vahva viite muuhun kuin autoimmuunietiologiaan: voi olla kyseessä maligniteetti tai CP. Muutokset IgG4-vasta-aineiden pitoisuudessa korreloivat huonosti taudin aktiivisuuteen. Taudin relapsi voi ilmetä haimassa tai muussa IgG4-taudin affisioimassa elimessä. Lääkkeellinen hoito voidaan jakaa kolmeen osaan: induktiohoito, relapsin hoito ja remission ylläpitohoito. Hoidossa voidaan käyttää kortikosteroidien lisäksi rituksimabia, atsatiopriinia ja muita lääkkeitä.(37) IDCP:n hoidossa kortikosteroidit ovat hoidon kulmakivi. Annos ja kesto ovat samankaltaisia kuin AIP:ssa. Relapsit eivät ole yleisiä, minkä vuoksi ylläpitohoitoa ei suositella.(37) Hyperkalsemia Hyperkalsemia mainitaan tavanomaisesti yhtenä AP:n aiheuttajista, ja plasman Ca 2+ -arvoa suositellaan mitattavaksi kaikilta AP-potilailta jo sairaalaan tullessa (7). Hyperkalsemian takana voi olla esimerkiksi primaarinen hyperparatyreoosi (PHPT), syöpä, sarkoidoosi tai D-vitamiinin tai kalsiumin yliannos. Lievästi Ca 2+ -pitoisuutta nostava familiaalinen hypokalsiurinen hyperkalsemia (FHH) johtuu mutaatiosta CASR-geenissä (calcium sensing receptor) ja se voi olla kytköksissä sekä AP:iin että CP:iin.

22 21 AP:iin voi liittyä akuutissa vaiheessa harhaanjohtavan pieniä Ca 2+ -arvoja. Sen vuoksi hyperkalsemiasta johtuvaa AP:ta epäiltäessä Ca 2+ :n pitoisuusmääritys tulisi toistaa AP:n rauhoituttua.(7) PHPT ja pankreatiitti Seerumin kohonneen Ca 2+ -pitoisuuden yleisin syy on PHPT, jonka ilmaantuvuus Euroopassa on 30 tapausta asukasta kohden. Bai ym. (38) hakivat 30 viime vuodelta katsauksia, joissa oli tutkittu PHPT:n ja haimatulehduksen yhteyttä. He sisällyttivät katsaukseensa 10 retrospektiivistä tutkimusta, joissa oli enemmän kuin 50 PHPT-potilasta mukana. Näistä tutkimuksista kahdeksan olivat PHPT:n ja haimatulehduksen yhteyden puolella ja kaksi olivat sitä vastaan. Tutkimukset olivat peräisin kuudesta eri maasta. Suurimmat pankreatiitin prevalenssit PHPT-potilailla löytyivät intialaisista tutkimuksista: 6,9 15,3 %:lla PHPT-potilaista oli pankreatiitti. Espanjassa, Saksassa, Australiassa ja Ranskassa luvut olivat pienemmät, 3,3 8,1 %, joka on silti enemmän kuin yleisellä potilasväestöllä. Vahvin näyttö pankreatiitin ja PHPT:n yhteyttä vastaan tulee yhdysvaltalaisista tutkimuksista, joissa pankreatiitin prevalenssi PHPT:ssä oli 1,5 %. Bess ym. huomauttavat, että PHPT:n ja pankreatiitin vertailuun liittyy mittausharha. PHPT diagnosoitiin yleensä viiveellä, koska Ca 2+ :n mittaus ei ollut rutiininomaista. Pankreatiittipotilailta Ca 2+ -arvo oli tapana mitata, mistä seuraa, että PHPT diagnosoitiin useammin pankreatiittipotilailla kuin ei-pankreatiittipotilailla. Bai ym. päättelevät, että pankreatiitin ja PHPT:n yhteyden varmistamiseen tarvittaisiin prospektiivinen, hyvin hallittu monikeskustutkimus.(38) Bain ym. katsauksen jälkeen on julkaistu vielä yksi intialainen retrospektiivinen tutkimus. Singh ym. (39) tutkivat välillä diagnosoituja PHPT-tapauksia, lukumäärältään 177, joista 37:llä oli hyperkalseeminen kriisi. PHPT-potilaista, joilla oli hyperkalseeminen kriisi, viidelle (13 %) tuli AP, kun taas PHPT-potilaista, joilla ei ollut hyperkalseemista kriisiä, kahdeksalle (5 %) tuli AP. Tämä viittaisi siihen, että korkeammilla Ca 2+ -arvoilla AP:n riski olisi suurempi. Tutkimuksessa ei kerrottu AP:n diagnoosin protokollaa.(39) Maligniteetin aiheuttama hyperkalsemia Lisäkilpirauhaskarsinooma on harvinainen maligniteetti, vuosittainen ilmaantuvuus on alle 1/ luokkaa. Sen ilmiasu johtuu usein sen aiheuttamasta PHPT:stä. Gaon ym. katsauksessa PubMedistä löytyi 11 tapausta, joissa lisäkilpirauhaskarsinooma ilmeni AP:na.

23 22 Heidän oma potilaansa oli 22-vuotias nainen, joka tuli päivystykseen ylävatsakivun ja pahoinvoinnin vuoksi. Muiden potilaiden ikä vaihteli 20:n ja 70:n välillä.(40) Luuston maligniteetti ilmenee usein lyyttisinä pesäkkeinä, joka vuorostaan voi johtaa hyperkalsemiaan. Multippeli myelooma on yleisin primaarinen luuston maligniteetti. Silti PubMed-haulla myeloma ja pancreatitis löytyi vain kolme osumaa vuosien 1999 ja 2017 välillä. Mishran ym. potilastapauksessa oli kyse 36-vuotiaasta miehestä, joka tuli päivystykseen ylävatsakivun ja oksentelun vuoksi. Hengitysvaikeuden ja instabiilin hemodynamiikan vuoksi hän joutui tehohoitoon. Vatsan TT-kuvassa oli vaikutelma lyyttisistä pesäkkeistä selkärangassa ja haiman nekroosista. AP:n diagnoosi asetettiin ja myöhemmin otetussa luuydinbiopsiassa myelooma. AP luuston maligniteetin seurauksena on siis mahdollinen, mutta hyvin harvinainen. Sarkoidoosi ja hyperkalsemia Sarkoidoosi on tuntemattomasta syystä johtuva monielintauti. Se ilmenee tavallisesti keuhkoissa ja keuhkojen hilusten imusolmukkeissa, mutta voi koskettaa myös ihoa, niveliä ja silmiä ja harvinaisemmin vielä useampia elimiä. Lucassenin ym. (41) mukaan haimatulehduksena ilmeneviä sarkoidooseja on raportoitu vain neljä kappaletta. Syynä voi olla joko haiman granulomatoosi tai sarkoidoosista johtuva hyperkalsemia.(42) Lucassenin ym. (41) tapauksessa kyseessä oli 60-vuotias potilas, jolla oli maksan, haiman ja suoliliepeen imusolmukkeiden sarkoidoosi ja hyperkalsemia 3,24 mmol/l (viitearvo 2,15 2,55). Potilas joutui tehohoitoon rajun pankreatiitin takia. Potilaalla oli samalla akuutti munuaisvaurio, minkä vuoksi hän sai verensuodatusta. Gebreselassien ym. (42) tapauksessa kyseessä oli 53-vuotias tyypin 2 diabeetikko, joka tuli hoitoon oksentelun ja heikentyneen tajunnantason vuoksi. Hänellä todettiin metabolinen enkefalopatia, vakava AP ja akuutti munuaisvaurio, kaikki vakavaan hyperkalsemiaan liittyen. Tehohoidossa todettiin suurentuneet imusolmukkeet välikarsinassa ja ohutneulanäytteellä sarkoidoosi. Yliannostus hyperkalsemian takana Kalsiumin yliannos esimerkiksi antasidin muodossa on AP:n riskitekijä. Trezevantin ym. (43) potilasraportissa kyseessä oli refluksitaudista kärsivä raskaana oleva nainen, joka käytti määrittämättömän verran kalsiumkarbonaattia vaivoihinsa. Hän oli 34. raskausviikolla ja tuli päivystykseen oikeanpuoleisen ylävatsakivun ja oksentelun vuoksi. Laboratoriokokeissa

24 23 muun muassa kalsium ja seerumin amylaasi olivat koholla. Nestehoidosta huolimatta laboratoriokokeet olivat nousussa ja potilaalle tehtiin keisarileikkaus. Synnytys sujui onnistuneesti ja potilaan vointi palautui normaaliksi. CASR-mutaatio pankreatiitin riskitekijänä Familiaalinen hypokalsiurinen hyperkalsemia (FHH) nostaa vain lievästi plasman kalsiumpitoisuutta ja potilaat ovat tavallisesti oireettomia. Tila johtuu mutaatiosta kalsiumpitoisuutta mittaavan reseptorin geenissä (calcium-sensing receptor, CASR). FHHpotilailla ei ole raportoitu suurempaa pankreatiitin ilmaantuvuutta. Sen sijaan samanaikainen ilmeneminen muiden geenivirheiden tai ympäristötekijöiden kanssa näyttäisi olevan kytköksissä pankreatiittiin.(44) Katsausartikkelissa Ward ym. (2012) esittelevät joitakin geneettisiä tutkimuksia, joissa samanaikainen geenivirhe CASR-geenissä ja seriiniproteaasi-inhibiittori Kazal tyyppi I - geenissä (SPINK1) näyttäisi aiheuttaneen potilaalle CP:n (44). SPINK1-ptoteiini estää trypsiinin aktivoitumista tulehduksellisissa olosuhteissa. Baudrya ym. (2010) lukuun ottamatta tutkimukset on tehty ennen 2010-lukua. Baudry ym. (45) raportoivat 37-vuotiaasta miespotilaasta, jolla AP oli uusiutunut neljä kertaa. Kolekystektomia tehtiin ensimmäisen AP:n jälkeen. Alkoholin kulutus oli 50 grammaa viikossa. Ca 2+ -pitoisuus oli lievästi koholla, 2,73 mmol/l. Heterotsygoottiset mutaatiot CASR- ja SPINK1-geenissä löydettiin. Wardin mainitsemista muista tutkimuksista yhdessä oli 35 trooppista kroonista pankreatiittia sairastavaa potilasta, joista kahdeksalla oli mutaatiot joko CASR-geenissä, SPINK1- geenissä tai molemmissa. Yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa kolmella CP-potilaalla oli SPINK1- ja CASR-mutaatiot yhtä aikaa ja kahdella potilaalla pelkästään CASR-mutaatiot. Vuoden 1993 CASR-geenin löytymisen jälkeen Racz ym. (2002) ensimmäisinä osoittivat CASR:n ilmentymisen myös haimassa. Reseptorien tehtävä haimassa on vielä selvittämättä. Niitä löytyi erityisen paljon haimatiehyestä. Racz ym. spekuloivat, että kyse voisi olla haimanesteen kalsiumpitoisuuden feedback-säätelystä, joka estää haimatiehyen kalsiumkivien muodostumista.(46) Haiman kalkkeumat ja muut kalsiumin ilmentymät CP:n yleisin muoto on krooninen kalsifioiva pankreatiitti, johon kuuluvat haimatiehyen kivet, tiehyen kieroutuminen ja ahtaumat sekä parenkyymin atrofia (47). Joskus TT:ssä

25 24 nähdään pseudokystan sisältämä milk of calcium -ilmiö (48). Alkoholi on yleisin kroonisen kalsifioivan pankreatiitin aiheuttaja (47). Hyperkalsemian aiheuttamassa CP:ssa ei ollut eroa haiman kalsifikaatioiden määrässä verrattuna esimerkiksi alkoholin aiheuttamaan CP:iin (49). Hypertriglyseridemia Hypertriglyseridemia (HTG) kuuluu AP:n yleisimpien aiheuttajien joukkoon, Forsmarkin ym. mukaan kaikista AP:sta 2 5 % johtuu HTG:sta (15). Tuoreessa kiinalaisessa tutkimuksessa (50) HTG:n osuus oli niinkin suuri, kuin 14,3 %. Tässä 3260 potilaan tutkimuksessa HTG oli toiseksi yleisin aiheuttaja sappikivitaudin, 58,7 %, jälkeen. Kolmanneksi yleisimmän aiheuttajan, alkoholin osuus oli 4,5 %. Idiopaattinen aiheuttaja oli 16,7 % tapauksista. AP:n kriteerinä piti täyttyä kaksi kolmesta: AP:iin sopiva vatsakipu, seerumin amylaasin nousu ja AP:iin sopiva TT-kuvalöydös. TG hyväksyttiin aiheuttajaksi alkoholi- tai sappietiologian puuttuessa, kun TG-pitoisuus oli yli 1000 mg/dl. Primaarisia HTG:ta kutsutaan myös perinnöllisiksi HTG:ksi (51). Aiemmin käytössä on ollut Fredricksonin kuusiosainen luokitus: I, IIa, IIb, III, IV ja V, joka perustui hyperlipidemian fenotyyppeihin (Kovanen ym. Lipoproteiiniaineenvaihdunnan häiriöt. Kirjassa: Endokrinologia, Duodecim 2010). Nykyään pyritään geneettisen syyn ilmaisemiseen (51,52), kuten lipoproteiinilipaasin, apolipoproteiini-cii:n, -E:n tai AV:n mutaatiot. Lisäksi on vakiintuneita familiaalisen taudin nimiä, kuten familiaalinen kombinoitunut hyperlipidemia ja familiaalinen hypertriglyseridemia. Yleisin primaarinen hypertriglyseridemia on familiaalinen kombinoitunut hyperlipidemia, jota esiintyy jopa 1 %:lla väestöstä ja se periytyy autosomaalisesti vallitsevasti. Diagnoosiin pääsemiseen auttaa lipidihäiriön tunnistaminen ja varhaisen valtimotaudin sukuhistoria. Sekundaarisen HTG:n syitä ovat muun muassa tyypin 2 diabetes, rasvainen ja runsasenerginen ruokavalio, lihavuus, raskaus, alkoholin liikakäyttö, hypotyreoosi ja tietyt lääkkeet (51-53). Epidemiologisissa tutkimuksissa on pyritty määrittämään veren triglyseridipitoisuudelle raja-arvo, jolla AP on mahdollinen. Yleisenä raja-arvona on pidetty 1000 mg/dl (11.29 mmol/l), mutta riski on olemassa jo 5 10 mmol/l pitoisuuksilla (52-54). Yli 10 mmol/l arvoja (paastoviitearvo plasman triglyserideille: < 1,7 mmol/l) esiintyy harvoin ilman