Multipla skleroza - Vzroki in patogeneza

Vzroki za multiplo sklerozo

Vzrok multiple skleroze ostaja neznan. Ni prepričljivih dokazov, da je virus ali kateri koli drug povzročitelj okužbe edini vzrok te bolezni. Vendar pa so virusi veljali za najverjetnejši etiološki dejavnik bolezni, kar so podprli epidemiološki podatki in nekatere njihove dobro znane lastnosti. Nekateri virusi lahko vplivajo na stanje imunskega sistema, vztrajajo v latentni obliki v osrednjem živčevju in povzročajo demielinizacijo v osrednjem živčevju. Poleg tega imajo po nekaterih podatkih bolniki z multiplo sklerozo spremenjeno imunsko reaktivnost na nekatere pogoste viruse, vključno s povečano reakcijo na viruse ošpic. Subakutni sklerozirajoči panencefalitis, redek zaplet okužbe z ošpicami, ki se pojavi mnogo let po navidezno ugodnem poteku bolezni, lahko služi kot model za vztrajanje virusov v osrednjem živčevju. Nekateri virusi in nekatere bakterije so lahko povezani z razvojem akutnega diseminiranega encefalomielitisa (ADEM). Običajno gre za monofazno demielinizacijsko bolezen, patološko podobna multipli sklerozi, vendar ne identična njej. Virus pasje kuge, ki je tesno soroden virusu ošpic, naj bi bil Kurtzkejev "primarni vzrok multiple skleroze", s katero so se domorodci Ferskih otokov okužili od psov, ki so jih na otoke pripeljale britanske čete. Theilerjev mišji encefalomielitis, pikornavirus, je eksperimentalni model demielinizacije centralnega živčnega sistema pri glodavcih, njihovih naravnih gostiteljih.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Okoljski dejavniki

Okoljski dejavniki, vključno z izpostavljenostjo virusnim in bakterijskim povzročiteljem, kot so virus Epstein-Barr (EBV), humani herpesvirus tipa 6 in Mycoplasma pneumoniae [ 5 ], pa tudi kajenje [ 6 ], pomanjkanje vitaminov [ 7 ], prehrana [ 8 ], [ 9 ] in izpostavljenost UV-sevanju [ 10 ] so bili povezani z razvojem multiple skleroze.

Tuji povzročitelji imajo lahko jedrni antigen, ki je strukturno homologen komponentam mielinske ovojnice, kot so proteolipidni protein, mielinski bazični protein in z mielinom povezan glikoprotein. Ko torej ti patogeni aktivirajo imunske celice, pride do poškodbe mielinske ovojnice.

Zdaj obstajajo dokazi, da ima kajenje pomembno vlogo pri razvoju multiple skleroze zaradi nastajanja dušikovega oksida (NO) in ogljikovega monoksida (CO). NO je strupen topni plin, ki lahko v patoloških koncentracijah poškoduje nevrone in oligodendrocite [ 11 ], [ 12 ]. Lipidna peroksidacija in poškodbe mitohondrijev, ki jih povzroča NO, lahko povzročijo apoptozo oligodendrocitov, aksonsko degeneracijo in demieelinizacijo [ 13 ].

Prejšnja študija je pokazala, da izpostavljenost CO povzroči blokado tkivne oksigenacije [ 14 ], razgradnjo mielinskega bazičnega proteina (MBP) in aksonske poškodbe, pa tudi posledični vnetni odziv, vključno z invazijo aktiviranih mikroglij in CD4+ limfocitov v osrednje živčevje, kar vodi do demieelinizacije [ 15 ].

Pomanjkanje vitaminov (zlasti vitaminov D in B12) velja za dejavnik tveganja za multiplo sklerozo. Vitamin D je skupina sekosteroidov, topnih v maščobah, ki vključuje vitamin D3 (holekalciferol) in vitamin D2 (ergokalciferol). Holekalciferol se lahko proizvaja v koži z ultravijoličnim sevanjem B na 7-dehidroholesterol, ki je predhodnik holekalciferola.

V jetrih se holekalciferol s hidroksilacijo v jetrih pretvori v prohormon kalcidiol [25(OH)D3]. V ledvicah se s hidroksilacijo v ledvicah del kalcidiola nadomesti s kalcitriolom, ki je biološko aktivna oblika vitamina D. V krvnem obtoku se kalcitriol veže na protein, ki veže vitamin D, in se prenaša v različna ciljna tkiva, od koder se veže na specifične znotrajcelične receptorje in igra pomembno vlogo pri proliferaciji in diferenciaciji celic [ 16 ]. Poleg tega ima ta vitamin vlogo pri izražanju genov in imunski regulaciji [ 17 ], pa tudi pri indukciji apoptoze B-limfocitov [ 18 ], sintezi IL-10 [ 19 ] in zaviranju provnetnih citokinov, kot sta IFN-γ [ 20 ] in IL-2 [ 21 ].

Vitamin B12 je pomemben dejavnik pri tvorbi komponent mielinske ovojnice. Pomanjkanje tega vitamina je torej lahko glavni vzrok za nevrološke bolezni, kot je multipla skleroza. Rezultati prejšnje študije bolnikov z multiplo sklerozo so pokazali, da je jemanje dodatkov vitamina B12 izboljšalo klinični potek multiple skleroze [ 22 ].

Poleg pomanjkanja vitaminov je bila kratkotrajna izpostavljenost sončni svetlobi opredeljena kot potencialni dejavnik tveganja za razvoj multiple skleroze. Rezultati prejšnje študije so pokazali obratno povezavo med izpostavljenostjo ultravijoličnemu sevanju in pojavnostjo multiple skleroze. V podporo tej povezavi je sončna svetloba glavni vir vitamina D3 in z indukcijo T-regulatornih (Treg) celic in protivnetnih citokinov, kot sta IL-10 in TNF-α, lahko izvaja imunomodulatorne učinke na človeško telo. MS [ 23 ].

Glede na prejšnja poročila je lahko prehrana okoljski dejavnik, ki sodeluje pri razvoju multiple skleroze [ 24 ]. Študije so pokazale pomembno negativno povezavo med tveganjem za multiplo sklerozo in visokim vnosom rib [ 25 ], pozitivno pomembno povezavo med visokim vnosom kalorij iz živalskih maščob in tveganjem za multiplo sklerozo [ 26 ], neznačilno zmanjšano tveganje med pojavnostjo multiple skleroze in večjim vnosom linolne kisline v ribah ter pozitivno pomembno povezavo med debelostjo pri mladostnicah in tveganjem za multiplo sklerozo [ 27 ].

Možni mehanizmi virusno povzročene demieelinizacije

• Neposredna izpostavljenost virusom
• Virusna penetracija v oligodendrocite ali Schwannove celice povzroči demielinizacijo z lizo celic ali spremembo celičnega metabolizma.
• Uničenje mielinske membrane zaradi virusa ali njegovih produktov
• Virusno povzročen imunski odziv
• Proizvodnja protiteles in/ali celični odziv na virusne antigene na celični membrani
• Senzibilizacija gostiteljskega organizma na mielinske antigene
• Razgradnja mielina zaradi okužbe, pri čemer fragmenti vstopijo v splošni krvni obtok
• Vključitev mielinskih antigenov v virusno ovojnico
• Modifikacija antigenov mielinske membrane
• Navzkrižno reaktivni antigeni virusa in mielinskih beljakovin
• Demielinizacija kot stranski proces
• Disfunkcija regulatornih mehanizmov imunskega sistema pod vplivom virusov

Bolezen, podobno spinalni multipli sklerozi, povzroča retrovirus, humani T-celični limfotropni virus tipa 1. Bolezen je na različnih geografskih območjih znana kot tropska spastična parapareza ali z virusom HIV povezana mielopatija. Tako tropska spastična parapareza kot z virusom HIV povezana mielopatija sta počasi napredujoči mielopatiji, za kateri sta značilni vaskulopatija in demielinizacija. Dokazi, da multiplo sklerozo povzroča retrovirus, ostajajo neprepričljivi, kljub dejstvu, da so pri nekaterih bolnikih z multiplo sklerozo odkrili zaporedja DNK humanega T-celičnega limfotropnega virusa tipa 1. Opisana je bila tudi masivna demielinizacija, povezana s subakutno okužbo z virusom herpes simpleksa tipa 6. Obstajajo nekateri dokazi, da so pri razvoju multiple skleroze lahko vključene nekatere bakterije, zlasti klamidije, vendar je treba tudi to potrditi.

Vloga genetskih dejavnikov pri razvoju multiple skleroze

Vlogo rasnih in etničnih dejavnikov pri nastanku nagnjenosti k multipli sklerozi je težko ločiti od vpliva zunanjih dejavnikov. Tako so potomci priseljencev iz Skandinavije in zahodne Evrope, za katere je značilno visoko tveganje za multiplo sklerozo, naselili Kanado, severne in zahodne regije Združenih držav Amerike, kjer je prav tako ugotovljena relativno visoka razširjenost multiple skleroze. Čeprav se Japonska nahaja na enaki razdalji od ekvatorja, je razširjenost multiple skleroze v tej državi nizka. Poleg tega so številne študije pokazale, da se tveganje za razvoj bolezni razlikuje med različnimi etničnimi skupinami, ki živijo na istem območju. Bolezen je na primer redka pri temnopoltih Afričanih in je neznana pri nekaterih etnično čistih populacijah staroselcev, vključno z Eskimi, Inuiti, Indijanci, avstralskimi staroselci, plemenom Maori na Novi Zelandiji ali plemenom Sami.

Genetski označevalci nagnjenosti k multipli sklerozi so bili identificirani v študijah dvojčkov in družinskih primerov bolezni. V zahodnih državah je tveganje za razvoj bolezni pri sorodnikih prve stopnje bolnika 20–50-krat večje od povprečja v populaciji. Stopnja skladnosti pri enojajčnih dvojčkih je po več študijah približno 30 %, medtem ko je pri dvojajčnih dvojčkih in drugih sorojencih manjša od 5 %. Poleg tega je bilo dokazano, da je stopnja skladnosti pri enojajčnih dvojčkih lahko višja, če upoštevamo primere, pri katerih slikanje z magnetno resonanco (MRI) razkrije asimptomatske lezije v možganih. Te študije niso ugotovile odvisnosti kliničnih značilnosti ali resnosti bolezni od njene družinske narave. Specifični geni, povezani z multiplo sklerozo, niso bili identificirani, vrsta prenosa bolezni pa ustreza poligenskemu dedovanju.

Pregled genoma

Za identifikacijo možnih genov multiple skleroze se izvajajo multicentrične študije, ki pregledujejo celoten genom. Te študije so že testirale več kot 90 % človeškega genoma, vendar niso odkrile genetskih markerjev za bolezen. Hkrati je bila ugotovljena genetska povezava z regijo HLA na kratkem kraku kromosoma 6 (6p21), kar sovpada s podatki o povečani nagnjenosti k multipli sklerozi pri posameznikih, ki nosijo določene alele HLA. Čeprav so ameriški in britanski raziskovalci pokazali zmerno povezavo z regijo HLA, kanadski znanstveniki takšne povezave niso našli, so pa, tako kot finski znanstveniki, našli močno povezavo z genom, lokaliziranim na kratkem kraku kromosoma 5. Znano je, da so nekateri aleli HLA povezani z večjim tveganjem za multiplo sklerozo, zlasti haplotip HLA-DR2 (podtip Drw15). Tveganje za razvoj multiple skleroze pri belih Evropejcih in Severnoameričanih, ki nosijo alel DR2, je štirikrat večje od povprečja populacije. Vendar je napovedna vrednost te lastnosti omejena, ker je 30–50 % bolnikov z multiplo sklerozo DR2-negativnih, medtem ko DR2 najdemo pri 20 % splošne populacije.

Drugi dejavniki tveganja za razvoj multiple skleroze

Tveganje za razvoj multiple skleroze pri mladih ženskah je dvakrat večje kot pri moških. Vendar pa se po 40. letu starosti razmerje med spoloma med bolniki z multiplo sklerozo izravna. Obdobje največjega tveganja za razvoj bolezni je v drugem do šestem desetletju življenja, čeprav so bili primeri multiple skleroze opisani tudi pri majhnih otrocih in starejših. Glede na več študij se multipla skleroza v otroštvu bistveno ne razlikuje od bolezni pri odraslih niti po kliničnih manifestacijah niti po poteku. Po 60. letu starosti se multipla skleroza razvije redko, v nekaterih kliničnih serijah pa ti primeri predstavljajo manj kot 1 % celotnega števila primerov bolezni.

Višji socialno-ekonomski status je povezan z večjim tveganjem za bolezen, predhodna virusna okužba pa je povezana s poslabšanji bolezni. Obstajajo domneve, da je lahko vzrok za multiplo sklerozo fizična travma, vendar je to mnenje kontroverzno, saj takšna povezava ni bila prepričljivo potrjena niti z retrospektivnimi niti s prospektivnimi študijami. Študije poteka bolezni med nosečnostjo kažejo, da se aktivnost bolezni v tem obdobju zmanjša, vendar se v prvih 6 mesecih po porodu tveganje za poslabšanja bolezni poveča.

Mielino-oligodendocitni kompleks

Mielin je kompleksna, presnovno aktivna, večplastna ovojnica, ki obdaja aksone velikega premera. Tvorijo jo dvoslojni membranski izrastki oligodendrocitov (v CNS) in Schwannovih celic (v perifernem živčnem sistemu - PNS). Notranja plast ovojnice je napolnjena s citoplazmo ustreznih celic, ki tvorijo mielin. Čeprav je mielinska ovojnica občutljiva na neposredno poškodbo, lahko trpi tudi, ko so poškodovane celice, ki jo tvorijo. Mielinska ovojnica v CNS in PNS ima različno občutljivost na vnetno poškodbo. Hkrati je mielin v PNS manj pogosto poškodovan zaradi demielinizacije CNS in obratno. Razlike med mielinom CNS in PNS so zasledljive tudi v sestavi strukturnih beljakovin, antigenski strukturi in funkcionalnih odnosih z ustreznimi celicami. V mielinu CNS je glavna strukturna beljakovina proteolipidna beljakovina (50 %), ki se stika z zunajceličnim prostorom. Naslednja najpogostejša je mielinski bazična beljakovina (30 %), ki je lokalizirana na notranji površini dvoslojne membrane. Tudi druge beljakovine, čeprav prisotne v majhnih količinah, lahko igrajo antigensko vlogo pri imunopatogenezi multiple skleroze. Mednje spadajo z mielinom povezan glikoprotein (1 %) in mielinski oligodendrocitni glikoprotein (manj kot 1 %).

Ker mielinsko-oligodendrocitni kompleks v CNS pokriva več aksonov kot mielinsko-lemocitni kompleks v PNS, je bolj občutljiv na poškodbe. Tako lahko v CNS en oligodendrocit mielinizira do 35 aksonov, medtem ko je v PNS ena Schwannova celica na akson.

Mielin je snov z visoko upornostjo in nizko prevodnostjo, ki skupaj z neenakomerno porazdelitvijo natrijevih kanalov zagotavlja nastanek akcijskih potencialov na določenih specializiranih področjih aksona - Ranvierjevih vozliščih. Ta vozlišča nastanejo na meji dveh območij, prekritih z mielinom. Depolarizacija aksonske membrane se pojavi le na območju Ranvierjevega vozlišča, zaradi česar se živčni impulz premika vzdolž živčnega vlakna v diskretnih skokih - od vozlišča do vozlišča - ta hitra in energetsko učinkovita metoda prevajanja se imenuje saltatorna prevodnost.

Ker je mielinsko-oligodendrocitni kompleks občutljiv na številne škodljive dejavnike – presnovne, infekcijske, ishemično-hipoksične, vnetne – je demielinizacija možna pri različnih boleznih. Skupna značilnost demielinizirajočih bolezni je uničenje mielinske ovojnice z relativno ohranitvijo aksonov in drugih podpornih elementov. Pri diagnosticiranju multiple skleroze je treba izključiti številne druge učinke, vključno z zastrupitvijo z ogljikovim monoksidom ali drugimi strupenimi snovmi, disfunkcijo jeter, pomanjkanjem vitamina B12, virusnimi okužbami ali postvirusnimi reakcijami. Primarna vnetna demielinizacija pri multipli sklerozi ali ADEM je značilna po perivaskularni infiltraciji vnetnih celic in multifokalni porazdelitvi lezij v subkortikalni beli snovi, žarišča pa so lahko simetrična ali konfluentna.

Patomorfologija multiple skleroze

Pomembne informacije o multipli sklerozi so bile pridobljene s primerjalno histološko preiskavo demielinizacijskih lezij (plakov) različne starosti pri istem bolniku, pa tudi s primerjavo bolnikov z različnimi kliničnimi značilnostmi in potekom bolezni. Nekateri bolniki so umrli zaradi fulminantnega poteka nedavne multiple skleroze, drugi pa zaradi sočasnih bolezni ali zapletov v pozni fazi bolezni.

Makroskopske spremembe v možganih in hrbtenjači pri multipli sklerozi običajno niso močno izražene. Opažena je le blaga atrofija možganske skorje z razširitvijo prekatov, pa tudi atrofija možganskega debla in hrbtenjače. Na ventralni površini ponsa, podolgovate hrbtenjače, corpus callosuma, vidnih živcev in hrbtenjače je mogoče zaznati goste rožnato-sive vdolbine, ki kažejo na prisotnost plakov pod njimi. Plaki se nahajajo v beli snovi, včasih v sivi snovi možganov. Plaki se najpogosteje nahajajo na določenih področjih bele snovi - na primer v bližini majhnih ven ali postkapilarnih venul. Pogosto jih odkrijemo v bližini stranskih prekatov - na tistih območjih, kjer subependimalne vene potekajo vzdolž notranjih sten, pa tudi v možganskem deblu in hrbtenjači - kjer pialne vene mejijo na belo snov. Posamezni plaki v periventrikularnem območju se pogosto združujejo, ko se povečujejo, zlasti v predelu zadnjih rogov stranskih prekatov. Diskretne jajčaste plošče v beli snovi hemisfer, usmerjene pravokotno na ventrikle, se imenujejo Dawsonovi prsti. Histološko so to omejena območja vnetja z demielinizacijo ali brez nje, ki obdajajo parenhimske vene in ustrezajo njihovemu radialnemu poteku globoko v belo snov.

Klinični in patološki podatki kažejo, da so pri demielinizacijski bolezni pogosto prizadeti vidni živci in vratna hrbtenjača. Domneva se, da je pogosto nastajanje plakov v teh strukturah posledica mehanskega raztezanja, ki ga doživljajo med gibi oči ali upogibanjem vratu, vendar veljavnost te hipoteze ni dokazana. Pogosto so prizadeta tudi nekatera druga področja možganov - dno četrtega prekata, periakveduktalna cona, corpus callosum, možgansko deblo in cerebelarni trakti. Vpleten je lahko tudi stik sive in bele snovi možganskih hemisfer (kortikomedularna spojna cona), vendar subkortikalne spojine v obliki črke U običajno ostanejo nedotaknjene.

Multifokalna demielinizacija je pravilo pri multipli sklerozi. V seriji obdukcij 70 bolnikov z multiplo sklerozo je imelo le 7 % bolnikov poškodbo možganov (brez patologije vidnega živca) brez prizadetosti hrbtenjače, le 13 % bolnikov pa poškodbo hrbtenjače brez prizadetosti možganov.

Histološke spremembe pri multipli sklerozi

Najzgodnejše spremembe pred demielinizacijo ostajajo sporne. V možganih bolnikov z multiplo sklerozo se perivaskularni infiltrati, ki jih sestavljajo limfociti, plazemske celice in makrofagi, nahajajo tako v demielinizirani kot v normalno mielinizirani beli snovi. Te celice se lahko kopičijo v perivenularnih Virchow-Robinovih prostorih med krvnimi žilami in možganskim parenhimom, ki so povezani s sistemom obtoka cerebrospinalne tekočine. Te podatke lahko štejemo za dokaz odločilne patogenetske vloge imunskega sistema pri multipli sklerozi. Glede na posredne znake se vnetna reakcija ne pojavi le kot posledica sprememb mielina. To dokazuje prisotnost podobnih perivaskularnih kopičenja limfocitov v mrežnici, brez mieliniziranih vlaken, pri bolnikih z multiplo sklerozo. Pri multipli sklerozi opazimo perivaskularne infiltrate in žariščne motnje krvno-mrežnične pregrade.

Predlagane so bile različne interpretacije mehanizma uničenja mielina v žariščih multiple skleroze. Nekateri menijo, da monociti absorbirajo le delce mielinske ovojnice, ki so jih že uničili drugi dejavniki. Drugi menijo, da so monociti neposredno vključeni v uničenje mielina. Membrane makrofagov vsebujejo s klatrinom prevlečene vdolbine, ki mejijo na mielinsko ovojnico. Domneva se, da tukaj pride do Fc-odvisne interakcije med protitelesom in receptorjem, ki vodi do opsonizacije mielina s strani monocitov. Dokazano je tudi, da makrofagi neposredno prodirajo v mielinsko ovojnico, kar povzroča nastanek veziklov znotraj mielina.

Produkti razgradnje mielina v citoplazmi makrofagov so označevalci akutne demielinizacije. Sestava in ultrastruktura teh fragmentov, ki se nahajajo znotraj makrofagov, ustrezata normalnemu mielinu. Med razgradnjo se ultrastruktura uniči, nastanejo kapljice nevtralne maščobe, makrofagi pa dobijo penast videz. Takšni makrofagi izginejo iz žarišč veliko počasneje in jih tam zaznamo 6–12 mesecev po akutni demielinizaciji.

Za "sveža" žarišča demielinizacije je značilna prisotnost velikega števila celic, predvsem B celic, plazemskih celic, CD4 ⁺ in CD8 ⁺ T limfocitov ter zgodnje reaktivnih makrofagov, ki se nahajajo znotraj plaka in na njegovih robovih. Morfološko je mogoče odkriti akutne aksonske spremembe v obliki globul. Na obrobju lezij pogosto opazimo popolno ali neuspešno remielinizacijo. Včasih na teh ali sosednjih območjih najdemo znake ponavljajoče se demielinizacije. Včasih je celoten plak remieliniziran. Takšni plaki se imenujejo "senčeni", ker se tako pri makroskopskem pregledu kot pri nevroslikanju zlivajo z okoliško normalno belo snovjo.

Izvor populacij remielinizirajočih celic ostaja neznan. Vir remielinizirajočih oligodendrocitov so lahko zrele celice, ki so se izognile uničenju na mestu poškodbe, celice, ki so se preselile iz sosednjega območja, ali mladi oligodendrociti, ki so nastali iz predhodniških celic. Domneva se, da stopnja uničenja zrelih oligodendrocitov določa potencial remielinacije na določenem mestu, ki je lahko zelo spremenljiv. Poročali so, da Schwannove celice migrirajo v hrbtenjačo in remielinizirajo aksone.

V primerjavi z normalnimi aksoni imajo remielinizirani aksoni tanjšo mielinsko ovojnico s skrajšanimi mielinskimi segmenti in razširjenimi Ranvierjevimi vozlišči. Eksperimentalni podatki kažejo, da lahko demielinizirani aksoni obnovijo elektrofiziološke funkcije, vendar ni znano, ali je to povezano z regresijo simptomov pri multipli sklerozi. Po remielinizaciji eksperimentalno demieliniziranih aksonov z uporabo presajenih glialnih celic so opazili skoraj popolno obnovitev normalne prevodnosti, kar kaže na to, da je presaditev celic lahko učinkovita pri multipli sklerozi.

Stare lezije z neaktivnimi osrednjimi conami običajno vsebujejo malo makrofagov in drugih vnetnih celic, čeprav se na robovih lahko pojavita aktivna demielinizacija in vnetna infiltracija. Kronično demielinizirani aksoni so vgrajeni v matrico vlaknatih astroglijskih izrastkov, od tod tudi izraz skleroza. Stene krvnih žil se lahko zaradi hialinizacije odebeljijo. Zdi se, da je potencial remielinacije v starih lezijah nižji kot v svežih, ker vsebujejo manj živih oligodendrocitov.

Slikanje z magnetno resonanco (MRI) je zelo občutljiva tehnika za slikanje plakov. Čeprav navadna MRI ne loči zanesljivo edema od demielinizacije, glioze ali izgube aksonov, se te lezije pogosto imenujejo demielinizacijske lezije. Sagitalne, koronalne in aksialne MRI slike možganov in hrbtenjače omogočajo pregled topografije lezij pri določenem pacientu. Sagitalne slike možganov najbolje prikazujejo lezije v corpus callosumu in njihovo razširitev superiorno skozi optično sevanje do skorje. Koronalne slike omogočajo preučevanje lokacije lezij glede na stene ventriklov. Aksialne slike so najbolj uporabne za lokalizacijo in kvantifikacijo lezij. Lezije multiple skleroze se na T2-obteženih slikah pojavijo kot hiperintenzivna (bela) območja, ki se dobro razlikujejo od temnejšega ozadja normalne bele snovi, vendar se slabo razlikujejo od cerebrospinalne tekočine (CSF) ventriklov. Na slikah protonske gostote imajo lezije večjo intenzivnost kot CSF in navidezno nedotaknjena bela snov, ki sta temnejše barve. Na slikah FLAIR je kontrast med lezijo in okoliško belo snovjo okrepljen.

MPT, MPC in razvoj patoloških sprememb pri multipli sklerozi

Slikanje z magnetno resonanco v dinamiki omogoča pridobivanje informacij o razvoju patoloških sprememb v možganih skozi čas. Celovitost krvno-možganske pregrade je mogoče oceniti z uporabo kontrastnega sredstva - gadolinijevega-dietientriaminpenta acetata (Gd-DPTA) - paramagnetnega sredstva, ki poveča čas relaksacije T1 okoliških mobilnih vodnih protonov, zaradi česar so žarišča na T1-uteženih slikah videti svetlejša. Prepustnost krvno-možganske pregrade je povezana s prisotnostjo veziklov znotraj endotelijskih celic, ki vsebujejo Gd. Študije na laboratorijskih živalih in ljudeh so pokazale, da stopnja kontrasta z Gd-DPTA odraža resnost perivaskularnega vnetja. Serija MRI z uvedbo Gd-DPTA kaže kontrast v zgodnji fazi razvoja lezije, ki traja od 2 tednov do 3 mesecev. Ko lezije postanejo manj izrazite, popolnoma izginejo ali se na T2-uteženih slikah pojavijo kot hiperintenzivna območja.

Lokalizacija lezij na MRI pogosto ne ustreza kliničnim simptomom, čeprav je aktivnost lezij nekoliko povezana s potekom multiple skleroze. Na primer, nove lezije pogosteje povečajo signal pri sekundarno progresivni kot pri primarno progresivni multipli sklerozi. Te spremembe so vidne tako na T2-uteženih slikah kot na T1-uteženih slikah s kontrastom in kažejo na prisotnost vazogenega edema in povečane vsebnosti zunajcelične vode. Zaznavanje aktivnih lezij je mogoče izboljšati z dajanjem večjega odmerka Gd-DPTA.

Magnetnoresonančna spektroskopija (MRS), ki kvantificira metabolizem možganov in vivo, lahko določi aksonsko integriteto z uporabo protonske resonance N-acetilaspartata (NAA), ki ga vsebujejo nevroni. Pri večjih lezijah (kot jih določimo s konvencionalno MRI) in pri hujši bolezni je raven NAA v lezijah nižja.

Imunopatogeneza multiple skleroze

Med strokovnjaki prevladuje mnenje, da multipla skleroza temelji na celični imunski reakciji, usmerjeni proti enemu ali več mielinskim antigenom osrednjega živčevja. Histopatološke spremembe v zgodnji fazi razvoja demielinizacijske lezije prepričljivo kažejo na ključno vlogo limfocitov T. Pomožne celice T (limfociti CD4) so v leziji odkrite v zgodnji fazi in domneva se, da sprožijo vnetno kaskado. Supresorske/citotoksične celice T (limfociti CD8) se nahajajo na obodu lezije in v perivaskularnih prostorih ter imajo lahko protiregulacijski učinek na provnetne procese. Poleg tega je odkrita lokalna okrepitev imunske reaktivnosti z izražanjem molekul glavnega kompleksa histokompatibilnosti (MHC) razreda I in II na imunskih in neimunskih celicah, vključno z astrociti in žilnimi endotelijskimi celicami. Tako lahko te celice potencialno sodelujejo v imunskem odzivu s predstavitvijo mielinskih avtoantigenov celicam CD8 in CD4. Pomembno je, da oligodendrociti očitno ne izražajo molekul MHC razreda I ali II, kar kaže na to, da nimajo pomembne vloge pri imunopatogenezi. Makrofagi, prisotni v leziji, se v centralni živčni sistem rekrutirajo s periferije in/ali izvirajo iz lokalnih mikroglijalnih celic.

Čeprav specifičen avtoantigen pri multipli sklerozi še ni bil identificiran, je delovna hipoteza, da bolezen temelji na proliferativnem odzivu T-celic na enega ali več mielinskih antigenov. Specifičnost receptorjev T-celic za mielinske antigene v zgodnji fazi morda ne ustreza repertoarju receptorjev T-celic v napredovali fazi bolezni, verjetno zaradi pojava "širjenja epitopov", zaradi česar celice T in situ pridobijo afiniteto za širši spekter avtoantigenov. Periferne celice T, pridobljene od bolnikov z multiplo sklerozo, lahko reagirajo z več mielinskimi antigeni osrednjega živčevja, vključno z mielinskim bazičnim proteinom (MBP), proteolitičnim proteinom (PLP), mielinom povezanim glikoproteinom (MAG) in mielinom-oligodendrocitnim glikoproteinom (MOG). Vendar pa so celice T, ki so sposobne reagirati z MBP in PLB, odkrite tudi pri zdravih posameznikih.

Če MS povzročajo aktivirane mielinsko senzibilizirane celice T, to kaže na okvaro mehanizmov imunske tolerance. Centralna imunska toleranca se vzpostavi zgodaj v timusu in vključuje tako pozitivno kot negativno selekcijo celic T, ki prepoznavajo antigene MHC, s čimer se izločijo tiste z afiniteto za avtoantigene. Periferna imunska toleranca se vzdržuje z aktivnim zaviranjem potencialno avtoreaktivnih celic. Še vedno ni znano, kako se razvije toleranca na antigene CNS, saj je CNS običajno "privilegirano območje" za imunski sistem. Dokaz, da celice T stopijo v stik z MHC zunaj CNS, izvira iz odkritja gena Golli-MBP (izraženega v oligodendrocitnih linijah). Ta gen, ki se izraža v fetalnem timusu, vranici in levkocitih, je lahko vključen v mehanizme pozitivne ali negativne selekcije celic T, reaktivnih na MBP, v timusu.

Izvedene so bile specifične študije za ugotavljanje, ali je število patogenih klonov T-celic pri bolnikih z multiplo sklerozo omejeno. Večina teh študij je preučevala specifičnost alfa-beta verige receptorja T-celic z uporabo testov prerazporeditve genov in antigensko inducirane proliferacije. Viri celic T v teh študijah so bili možgansko tkivo, cerebrospinalna tekočina in periferna kri. V nekaterih primerih multiple skleroze in EAE pri glodavcih je bil identificiran omejen repertoar variabilne regije alfa-beta verige receptorja aktiviranih celic T, kar lahko odraža specifično reaktivnost na določene fragmente MBP. Primerjava celic T, reaktivnih na MBP, pri različnih bolnikih in laboratorijskih živalskih vrstah razkriva veliko variabilnost v izražanju genov receptorjev in specifičnosti MBP. Dejstvo, da imajo posamezniki s HLA DR2+ večje tveganje za razvoj multiple skleroze, kaže na pomen interakcije s specifičnimi receptorji T-celic. Steinman in sod. (1995) so pokazali, da so pri posameznikih s HLA DR2+ odzivi B-celic in T-celic usmerjeni predvsem proti določenim fragmentom peptidne verige MBP (od 84 do 103 aminokislin).

Takšne študije imajo praktično uporabo, saj omogočajo razvoj peptidov, ki lahko blokirajo ali spodbudijo zaščitne reakcije z vplivanjem na interakcijo receptor-antigen-MHC celic T, ki sproži patološki proces. Ta pristop, ki uporablja številne različne peptide, je bil preizkušen pri EAE in v kliničnih preskušanjih pri bolnikih z multiplo sklerozo. Tudi drugi podtipi celic T imajo lahko patogenetsko vlogo pri MS. Tako so bile v lezijah multiple skleroze najdene celice T, ki nosijo receptorje z verigami gama-delta (namesto verig alfa-beta, značilnih za celice CD4 in CD8).

Lahko se domneva, da avtoimunska reakcija pri multipli sklerozi vključuje številne patofiziološke mehanizme, vključno z vezavo virusnih ali bakterijskih antigenov na receptorje T-celic, ki so potencialno sposobni interakcije z mielinskimi avtoantigeni (molekularna mimikrija), ali poliklonsko aktivacijo T-celic, ki jo povzroči vezava na mikrobne toksine (superantigene) s skupnimi beta-verigami receptorjev.

Zgodnja faza razvoja demielinizacije je lahko diapedeza aktiviranih limfocitov skozi tesne stike endotelijskih celic v možganih s prodiranjem v perivaskularne prostore. Kot smo že omenili, lahko endotelijske celice igrajo vlogo pri imunskem odzivu tako, da predstavljajo antigen v kompleksu z receptorji MHC razreda I in II celicam T. Endotelijske celice možganov lahko olajšajo prodiranje celic T skozi krvno-možgansko pregrado z izražanjem povečanih količin adhezijskih molekul, vključno z ICAM-1 (intracelularna adhezijska molekula) in VCAM (adhezijske molekule žilnih celic), ki se vežejo na ustrezne ligande, in sicer LFA-1 (antigen limfocitne funkcije) in VLA-4 (zelo pozni aktivacijski antigen). Aktivirani limfociti izražajo tudi poseben razred encimov, imenovanih matrične metaloproteinaze, ki katalizirajo razgradnjo kolagena tipa IV v zunajceličnem matriksu in olajšajo migracijo.

Številni koreceptorji in citokini sodelujejo pri začetku, vzdrževanju in regulaciji lokalnega imunskega odziva. Trimolekularni kompleks receptorja T-celic, antigena in MHC zagotavlja specifičnost imunskega odziva. Vendar pa so za aktivacijo T-celic potrebni drugi signali, ki jih posredujejo receptorji. Eden takih signalov je interakcija koreceptorja B7.1 na celicah, ki predstavljajo antigen, z njegovim ligandom (CTIA-4) na limfocitih. Če te interakcije koreceptorja ni, se T-celica ne odzove na antigen, ki ji je predstavljen. Blokiranje te interakcije z CTIA-4Ig lahko prepreči EAE in zavrnitev presadka. Zato je to lahko eden od obetavnih pristopov k zdravljenju multiple skleroze.

Drugi signali, posredovani s citokini, znotraj lokalnega mikrookolja v osrednjem živčevju lahko določajo vključenost določenih podtipov efektorskih celic v reakcijo in interakcije med njimi. Tako se T-pomožne celice (celice CD4 ⁺ ) v prisotnosti gama interferona (IFN) in interlevkina 12 (IL-12) diferencirajo v fenotip Th1 in posledično lahko proizvajajo IL-2 in gama interferon. Glavna funkcija celic Th1 je izvajanje preobčutljivosti z zakasnjenim tipom, kar vodi do aktivacije makrofagov. Domneva se, da imajo celice Th1 ključno vlogo v patološkem procesu pri multipli sklerozi. T-pomožne celice (celice CD4 ⁺ ) s fenotipom Th2 sodelujejo pri tvorbi protiteles s strani celic B, ta podtip celic T pa proizvaja IL-4, -5, -6 in -10. Identificiran je bil tudi fenotip Th3, ki proizvaja transformirajoči rastni faktor beta (TGFP).

Znano je, da INF spodbuja makrofage k sproščanju faktorja tumorske nekroze beta (TNFP ali limfotoksin), ki povzroča apoptozo v kulturi oligodendrocitov. Poleg tega gama interferon aktivira in krepi mikrobicidne funkcije makrofagov ter inducira izražanje molekul MHC razreda II na različnih celicah v osrednjem živčevju, vključno z endotelijskimi celicami, astrociti in mikroglijo. Poleg tega aktivirani makrofagi izražajo molekule MHC razreda II in receptorje Fc ter proizvajajo IL-1 in TNFα, ki lahko sodelujeta tudi pri patogenezi multiple skleroze.

Interferon gama (interferon tipa II) za multiplo sklerozo

Imunostimulacijski učinek INFu velja za osrednjega pomena pri patogenezi multiple skleroze. Med poslabšanjem multiple skleroze se zazna povečanje aktivnosti celic, ki izločajo INFu, tako v nestimuliranih kot v z MBP stimuliranih kulturah perifernih mononuklearnih celic. Obstajajo poročila o povečanju izražanja INFu pred pojavom simptomov poslabšanja, pa tudi o povečani ravni INFu v aktivnih žariščih multiple skleroze. Poleg tega INFu spodbuja izražanje adhezijskih molekul na endotelijskih celicah in krepi proliferativni odziv celic CD4+ na mitogeno stimulacijo prek transmembranskega ionskega kanala. Ta pojav je lahko nekoliko povezan s potekom bolezni, ocenjenim z dinamiko simptomov in podatki MRI.

Eksperimentalni podatki kažejo, da se pri kronični progresivni multipli sklerozi poveča proizvodnja IL-12, kar lahko posledično spodbudi povečanje proizvodnje INF s stimuliranimi celicami CD4 ⁺. V kliničnem preskušanju pri bolnikih z recidivno multiplo sklerozo je uvedba INF v prvem mesecu povzročila poslabšanja, zaradi česar je bilo treba nadaljnje testiranje prekiniti. Pri bolnikih se je pokazalo od INF odvisno povečanje števila aktiviranih monocitov (HLA-DR2+) v periferni krvi.

Imunokorekcija pri multipli sklerozi

Ena od metod imunokorekcije pri multipli sklerozi je lahko uporaba T-supresorjev (celice CD8 ⁺ ). Poleg tega je bilo dokazano, da lahko številni citokini zmanjšajo vnetno demielinizacijo. Najpomembnejša med njimi sta INF in INFa (interferoni tipa I). V aktivnih žariščih demielinizacije se s posebnim barvanjem INFa in INFa zaznata v makrofagih, limfocitih, astrocitih, endotelijskih celicah, INFa pa je prevladujoči citokin v endotelijskih celicah neprizadete bele snovi. INFa blokira nekatere provnetne učinke INFa, vključno z izražanjem antigenov MHC razreda II v kulturi človeških astrocitov, v drugih eksperimentalnih modelih pa inducira izražanje HLA-DR na celicah. Poleg tega INFa preprečuje razvoj EAE pri laboratorijskih živalih po sistemski ali intratekalni aplikaciji ustreznih antigenov in poveča supresorsko funkcijo celic in vitro.

Elektrofiziologija demielinizacije pri multipli sklerozi

Številne patofiziološke spremembe ovirajo prevajanje akcijskih potencialov vzdolž demieliniziranih, a strukturno nedotaknjenih aksonov. Brez mielinske ovojnice z visoko upornostjo in nizko prevodnostjo akson ne more oddati zadostnega električnega praznjenja, ki bi povzročilo depolarizacijo membrane na Ranvierjevem vozlišču. Okvarjeno hitro saltatorno prevajanje iz enega vozlišča v drugo povzroči zmanjšano hitrost in blokado prevodnosti. Klinično se to najbolje pokaže s pregledom vidnih živcev in hiazme. Testiranje vidnih evociranih potencialov (VEP) vključuje merjenje okcipitalnega signala (P100) s površinskimi EEG elektrodami kot odziv na spreminjajočo se vidno stimulacijo. Povečana latenca P100 nastane zaradi demielinizacije in vnetja optičnih poti pri akutnem optičnem nevritisu. Latenca P100 pogosto ostane patološko podaljšana tudi po tem, ko se vid vrne v normalno stanje. Lahko se podaljša tudi brez anamneze izgube vida, kar odraža subklinično demielinizacijo vidnega živca. Drugi evocirani potenciali podobno ocenjujejo prevajanje vzdolž slušnih in somatosenzoričnih mieliniziranih aferentnih poti. Demielinizacija povzroča tudi druge klinično pomembne nevrofiziološke spremembe. Časovna razpršenost akcijskih potencialov, ki je posledica različnih stopenj demielinizacije, vodi do razlik v hitrosti prevajanja med sosednjimi aksoni. Domneva se, da je to razlog, zakaj se občutljivost na vibracije pri lezijah perifernega in centralnega mielina izgubi prej kot pri drugih modalitetah.

Destabilizacija membrane demieliniziranega aksona lahko povzroči avtonomno lokalno generiranje akcijskih potencialov in morebiten nenormalen efaptični prenos iz enega aksona v drugega. Ta pojav je lahko osnova za razvoj "pozitivnih" simptomov, vključno s parestezijo, bolečino in paroksizmalnimi diskinezijami. Te spremembe se pogosto dobro odzivajo na zdravljenje z zaviralci natrijevih kanalčkov, kot sta karbamazepin ali fenitoin. Reverzibilne temperaturno odvisne spremembe v delovanju demieliniziranih aksonov lahko pojasnijo poslabšanje simptomov multiple skleroze z naraščajočo telesno temperaturo.

[ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ]

Molekularna organizacija mieliniziranih aksonov

Aksonska membrana v območju vozlišča je zelo primerna za ustvarjanje akcijskih potencialov, medtem ko je membrana med vozlišči relativno odporna na depolarizacijo. Glavna značilnost membrane v območju vozlišča je, da je gostota natrijevih kanalov tukaj 100-krat večja kot v drugih delih aksona. Območje vozlišča vsebuje tudi počasne kalijeve kanale, ki modulirajo podaljšano depolarizacijo, ki se pojavi med visokofrekvenčnim praznjenjem. Aksonska membrana v območju, ki meji na vozlišče, je značilna po relativno visoki gostoti hitrih kalijevih kanalov, katerih aktivacija vodi do hitre hiperpolarizacije aksonske membrane. Ta mehanizem preprečuje ponavljajoče se aberantno vzbujanje območja vozlišča. Zaradi nizke gostote natrijevih kanalov v mieliniziranih predelih aksona demielinizacija povzroči, da se impulz na tem mestu izgubi, ne da bi pri tem prišlo do depolarizacije impulzov v aksonih, ki so bili nedavno demielinizirani.

Spremembe, opažene v kronično demieliniziranih aksonih, lahko prispevajo k delni obnovi prevodnosti, kar povzroči simptomatsko olajšanje po poslabšanju. Neprekinjeno (vendar ne saltatorno) prevodnost je mogoče obnoviti s povečanjem gostote natrijevih kanalov v demieliniziranih predelih aksona. Čeprav vir teh dodatnih kanalov ni znan, lahko nastanejo v celičnem telesu ali astrocitih, ki mejijo na demielinizirani segment.

Dokazano je, da 4-aminopiridin (4-AP), ki blokira hitre kalijeve kanalčke, lahko izboljša prevodnost vzdolž demieliniziranih vlaken. Hkrati ima 4-AP minimalen učinek na nepoškodovane aksone, saj mielin, ki prekriva hitre kalijeve kanalčke, te onemogoča zdravilu. Klinični učinek 4-AP je bil potrjen v preskušanjih pri bolnikih z multiplo sklerozo in Lambert-Eatonovim miasteničnim sindromom. Pri bolnikih z multiplo sklerozo je zdravilo izboljšalo objektivne kazalnike vidne funkcije, vključno z latentnim obdobjem VEP, kontrastno občutljivostjo in drugimi nevrološkimi funkcijami. Ugoden odziv na zdravilo so pogosteje opazili pri bolnikih s temperaturno odvisnimi simptomi, z daljšim trajanjem bolezni in hujšo nevrološko okvaro. Sposobnost 4-AP, da zniža prag prevodnosti, se kaže tudi v pojavu nekaterih stranskih učinkov, vključno s parestezijo, omotico, tesnobo in zmedenostjo, pri visokih serumskih koncentracijah pa v generaliziranih tonično-kloničnih napadih. Trenutno potekajo klinična preskušanja tega zdravila pri multipli sklerozi.