Pathophysiologie, Ösphagus und Magen

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Pathophysiologie, Ösphagus und Magen
WS 2004/2005
Pathophysiologie des Gastrointestinum
Erika Jensen-Jarolim
Zentrum für Physiologie und Pathophysiologie
Medizinische Universität Wien
www.allergology.at (teaching)
@ www.allergology.at
Ösophagus
Muskulatur
oberer Ö.sphinkter
(M. constr. pharyngis inf.)
quergestreift
Pars cervicalis
Übergang
Schraubensystem
mittlere Enge
Pars thoracica
unterer Ö.sphinkter
Pars abdominalis
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glatt
Hiss
Ösophagus: Innervation
N. Vagus
Sympathicus
oberer ÖS.
Pl. pharyngeus
X.: direkte Äste
N. laryng. recurrens
Ganglion stellatum
Nn. splanchnici
Nn. cardiaci
Pl.cardiacus
Nn. pulmonales
Pl.pulmonalis
Magen
Pl. coeliacus Intestinum
Gefäße
Grenzstrang
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Pl. mesentericus sup.Leber
Colon Pankreas
Physiologie des Schluckaktes
Motilität:
aktiv und passiv
normal
Schluckakt
100
buccolaryngeale Phase
cm ab ZR
primäre Kontraktion
(sekundäre K.: Dehnung)
(tertiäre K.: ungerichtet)
20
0
100
30
0
100
40
0
Erschlaffung des
unt. Ö.sphinkter (UÖS)
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mmHg
Motilitätsstörungen des Ösophagus
organisch-mechanisch
oberer Sphinkter
bukkopharyngeale Phase:
Mißbildungen, Verletzungen,
Entzündungen, Tumoren
(M. constr. pharyngis inf.)
Trachea
mittlere Enge
Aorta
unterer Sphinkter
Pars abdominalis
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ösophageale Phase:
Obstruktion:
Ösophagitis, Bolus, Tumoren
Kompression:
Aneurysma, Mediastinaltumoren,
Zenker-Divertikel,
paraösoph. Hernie
Motilitätsstörungen des Ösophagus
Nerval-funktionell
quergestreift
Übergang
glatt
bukkopharyngeale und
ösophageale Phase:
ZNS-Schädigung: Vergiftung, Koma
Muskelschädigung: Dermatomyositis,
musk. Dystrophie, metab. Myopathie.
Poliomyelitis, Bulbärparalyse, MS,...
ösophageale Phase:
Neuropathien: diabetisch,
alkoholisch, urämisch
Sklerodermie, Lupus eryth., PCP
Achalasie, Chagas, diffuse Spasmen
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Ösophagus-Divertikel
juxtasphinktäre Divertikel
LAIMER
70%: Zenker´sches
Pulsationsdivertikel
(falsch: dorsal)
Funktionelle
Divertikel
(Pseudo)
Traktionsdivertikel
epiphrenische
Ampulle
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(echt, ventral,
parabronchial)
juxtasphinktäre Divert.
Spasmen
Ösophagus-Divertikel: Symptome
Juxtasphinktäre
Pulsations-D.
Atembeschwerden
Druck retrosternal
Traktionsdivertikel
oft keine Symptome (oder
Druck, Dysphagie,
Hustenreiz)
Reizhusten
Epiphrenische D.
Zenker-D.
Druck, Sodbrennen,
epigastr. Schmerzen,
Dysphagie
Diagnose:
Röntgen (Endoskopie)
Therapie:
OP, Myotomie (UÖS)
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Hiatushernien
Axiale H.
Paraösophageale H.
(Gleitbruch, Brachyö.)
Bruchsack:
Peritoneum parietale
Strangulation!
Gastropexie
Reflux,
Blutungen
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postprandialer Druck, Dysphagie,
Erbrechen, Infarzierung
Diffuser Ösophagusspasmus
Ätiologie unbekannt
sensitiv gegenüber Cholinergika, Pentagastrin
retrosternale Schmerzen, Dysphagie
normal
Spasmus
100
cm ab ZR
20
30
40
0
100
Therapie
0
100
Anfallskupierung und Langzeit:
0
vor den Mahlzeiten
mmHg
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best. Speisen vermeiden
Nifedipin, Isosorbitdinitrat
Achalasie
Megaösophagus
Ätiologie unbekannt (infektiös?)
Entzündl. Infiltrate im Plexus myentericus,
Ganglienzellverlust, UÖS Tonus erhöht
Dysphagie, Regurgitation
normal
Achalasie
100
cm ab ZR
20
30
40
0
100
Therapie:
0
100
Nifedipin, Nitroglycerin,
0
Dehnung UÖS, Myotomie
mmHg
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Isosorbitdinitrat
Achalasie
CT Thorax: Achalasie
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Dilatation
Wandverdünnung
Entzündung
M. Chagas
Akutes Stadium
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M. Chagas: akutes - chronisches Stadium
Blutausstrich
Trypanosoma
cruzi
Herzmuskel
Megacolon
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Refluxkrankheit: GERD
Störungen Kardiaverschlussmechanismus
epiphrenische
Ampulle
Hiatus ösoph.
• Schwäche UÖS
• postoperativ: Gastrektomie,
Kardiaresektion, Heller OP
Pars cardiaca
• Systemerkrankungen:
Sklerodermie, Diabet. Polyneuropathie
Gestörte ösophageale
Clearance
@
Aggressives Refluat:
Säure, Pepsin
Galle,
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Pankreasenzyme
• Mechanisch: Magensonde
• Fett, Alkohol, Nikotin
• Glukagon, Sekretin, PgE2,
Östrogene, ...
• ODER: Unzeitige Erschlaffung
GERD bei Kindern
Ursache:
• Funktionsstörung UÖS (LES)
• 50% der Neugeborenen
Gefahren:
stumpfer Winkel
• Chron. Ösophagitis
Gastrostomie Tubus
• Aspirationspneumonien
• Gedeihstörungen
Therapien:
Lifestyle-Änderung
Säurereduktion
Fundiplikatio evtl. kombiniert
mit Pylormyotomie
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Malposition
Refluxkrankheit: Ösophagitis
akut:
Säuren, Laugen, tox. Substanzen
chronisch:
proximal von Stenosen (Achalasie, Narben, Tumore)
Adventitia
Plattenepithel
Längsmuskel
Ringmuskel
Musc.mucosae
Plattenepithel
Erosive Ösophagitis
ERSATZ
Zylinderepithel
Grad I
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Grad II
Grad III
Therapie der Refluxkrankheit
Lagerung, kleine Mahlzeiten
Fett, Nikotin, Alkohol, Übergewicht reduzieren
Metoclopramid
Domperidon
Säurereduktion
Neutralisation
peptische Stenose: Bougierung
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Refluxkrankheit
Barrett-Ösophagus
1.) Ulzeröse Ösophagitis
Plattenepithel
Zylinderepithel
Übergangsulkus
Barrett-Ulkus
2.) peptische Stenose
3.) 10% Adenokarzinom
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Zylinderepithel
Ösophaguskarzinome
– Adenokarzinome (Kardia, Endobrachyösophagus)
– Plattenepithelkarzinome
Dysphagie, Sodbrennen,
retrosternale Schmerzen,
Regurgitation
Risikofaktoren: Alkohol (x 7) , Rauchen (x 7), beides (x 40)
Therapie der Ösophagustumoren: OP, Celestintubus
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Pathophysiologie Magen
Normalbefund Übergang Speiseröhre/Magen.
Das dunkelrote Gewebe ist magenzugehörig
während das hellere Rot speiseröhrenzugehörig ist.
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Anatomie des Magens
Pars cardiaca
P. pylorica
Fundus
Corpus ventriculi
Antrum pyloricum
Peristaltik: 1mm Partikel
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Histologie des Magens
Foveolae gastricae
Glandulae gastricae
Tunica mucosa
mit Muscularis mucosae,
Mastzellen
Tela submucosa: Gefäße,
Plexus submucosus Meißner
Tunica muscularis:
Plexus myentericus Auerbach
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Histologie des Magens
Kardia
Fundus
Nebenzellen
Schleim
Antrum
Oberflächenz.:
Mukus, Bikarbonat
G-Zellen (APUD)
Hauptzellen
Pepsinogene
Belegzellen
HCl, intrinsic F.
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Gastrin
:
Mastzellen:
Mucosa
HCl Sekretion der Parietalzelle
basolateral
Parietalzelle
apikal
Carboanhydrase
H2O + CO2
HCO3-
HCO3-+ H+
ClCl-
H+
K+
Austauschpumpe
Na+
Na+
ClK+
Rezeptoren: Acetylcholin, Histamin, Gastrin
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Feinregulation der HCl-Sekretion
HCl-Produktion, Belegzellen
Histamin
Fundus
Mastzellen
Antrum
Gastrin
Acetylcholin
G-Zellen (APUD)
Somatostatin hemmend
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Innervation des Magens
N. Vagus
Sympathicus:
Sympathicus
hemmt Sekretion, Motilität
Nn. splanchnici
Nn. cardiaci
Parasympathicus:
Pl.cardiacus
Nn. pulmonales
stimuliert Sekretion, Motilität
Pl.pulmonalis
Magen
Pl. coeliacus Intestinum
Gefäße
Grenzstrang
Pl. mesentericus sup. Leber
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Colon
Pankreas
Plexus
submucosus
Plexus
myentericus
Regulation der Magensekretion
1.) Kephal-vagale Phase: Acetylcholin - HCl, Schleim, Gastrin
N. Vagus
2.) Gastrale Phase: Gastrin - HCl
3.) Feed back: Intestinale Phase
Lokale Reflexe
Sekretin, GIP
Pl. coeliacus
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Sekretion des Magens
exokrine Komponente
Oligosaccharide
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Pepsin
s=s
Proteinkette
s=s
– G-Zellen: Gastrin
Parietalzellsekret: HCl
Intrinsic Faktor: Vit B12 Resorption
non Parietalzellsekret: Interstitiell: pH 7.4
Pepsinogene Gruppe I (1-5) (S.b.M.) und II (6-7) (g.M.)
Albumin, sekretorische Igs (IgA, IgG)
Magenschleim:
s=s
–
–
–
–
–
–
endokrine Komponente
wasserunlöslich
wasserlöslich
Schutz vor Selbstverdauung des Magens
Belegzellen: HCl
Fundus
pH 7.4
pH 0.8
pH 0.8
Corpus
Antrum
Mukus, Bikarbonat
Bikarbonat
Oberflächenz.
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pH 7.4
Schutz vor Selbstverdauung des Magens
H+
pH 0.8
1.) Mukus
HCO3- + H+ = H2O + CO2
pH 7.4
HCl
H+
2.)Diffusionsbarriere
HCO3 - Batterie
Oberflächenz.
3.) Blutfluß
Abtransport H+
Angebot HCO3
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4.) Reparation von
Schleimhautzellen
Motilitätsstörungen des Magens
– Verzögerte Magenentleerung
– Beschleunigte Magenentleerung
– Duodenogastraler Reflux
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Verzögerte Magenentleerung
– Glatte Muskulatur:
z.B. Sklerodermie
– Nerval:
Polyneuropathie,
Bulbärparalyse
Opiate, Anticholinergika,
Dopamin
Elektrolytverschiebungen
(Diuretika, Erbrechen,
Diarrhoen,...)
Ulzera, Tumoren, Stenose
– Medikamente:
– neuromuskulär:
– organisch:
– postoperativ
Volumenzunahme, Dehnung, Sekretion
führen zu Übelkeit, Erbrechen, Elektrolytversch.
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Beschleunigte Magenentleerung
– exogene oder endogene cholinerge Stimuli
– Vagotomie (rezeptive Relaxation verhindert - Druck - Entleerung)
Vagus
– Vagotomie und post Magenoperationen:
Sturzentleerung, postalimentäres Frühdumping
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postalimentäres Frühdumping: 0 - 30 min
1-2% nach
GastrinProduktion
Duodenum
Vagotomie
Magen
hyperosmolar
H2O
2-4% nach
Billroth I
H2O
H2O
H2O
KrönleinEiselsberg
Jejunum 5 - 20% nach
Billroth II
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Hypovolämie
Blässe, Facies hypokratica,
Schweiß, Übelkeit
Schwindel, Tachykardie
Kollaps
postalimentäres Spätdumping: 90 min - 3 h
gesteigerte
Glukose Resorption
Glukose
hohe
Serum-Glukose
Magen
Duodenum
Pankreas
Insulin
Hypoglykämie
Therapie: kleine Mahlzeiten
horizontale Lagerung, Anticholinergika,
Serotonin-Antagonisten: Methysergid
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Hypoglykämie
Müdigkeit, Hunger,
Zittern, Schweiß,
Tachykardie, Nervosität
Duodenogastraler Reflux
– Physiologisch
– Pathologisch nach Magenteilresektionen,
Motilitätsstörungen
– gleichzeitig galliges Erbrechen
Refluxösophagitis
aggressiv!
Gallensäuren,
Lysolecithin, pH
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Gastritis
– akute Gastritis
• akut hämorrhagische Gastritis
• Streßulkus
– chronische Gastritis
• Oberflächengastritis und
• chronisch atrophische Gastritis
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Akute erosive Gastritis
– Alkohol
– Chemische Noxen (Säuren, Laugen)
– Thermische Noxen (Speisen)
– Strahlen
– Bakteriell: Helicobacter pylori, Typhus, Ruhr
– Medikamente: Acetylsalicylsäure, Indometazin,
Phenylbutazon,...
Symptome: Schmerzen, Übelkeit, Erbrechen
Appetitmangel,
Krankheitsgefühl, gastrointestinale Blutungen
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Akute gastroduodenale Schleimhautläsion
H+
pH 0.8
Aggressive Faktoren:
HCl, Pepsin, duodenogastraler
Reflux: Gallensäuren, Lysolecithin
1.) Mukus
HCO3- + H+ = H2O + CO2
2.) Neutralisation
H+
pH 7.4
Schock
Vasokonstriktion
Pharmaka
3.)Durchblutung
Abtransport H+
Angebot HCO34.) Reparation
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Blutfluß
Lam.prop.
Ansäuerung,
Ulzera
Akute gastroduodenale Schleimhautläsion
Acetylsalizylsäure
pH 0.8
1.) Mukusbarriere Schleimsekretion
2.) Neutralisation
HCO3-
PGE2
Mikrozirkulation
pH 7.4
3.)Durchblutung
Abtransport H+
Angebot HCO3
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4.) Reparation durch
vorhandene Zellen
Stressulkus
– bakterielle Sepsis
– Hirntraumen
– schwere Verbrennungen
(Curling Ulcera)
– Schock
– Azidose
– Ikterus
– Operationen (Cushing-Ulcera)
Symptome: Blutungen, Ulkusperforation
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Gastritis
– akute Gastritis
• akut hämorrhagische Gastritis
• Streßulkus
– chronische Gastritis
• Oberflächengastritis und
• chronisch atrophische
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Chronische Gastritis
– Oberflächengastritis (Infiltrate) und
– chronisch atrophische A, B, AB (Mukosaschwund)
Helicobacter pylori !
Parietalzelle
A
Gastrin
Parietalzelle
B
HCl- Hyposekretion
G-Zelle
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Gastrin
HCl- Hypersekretion
Chronisch atrophische Gastritis (80a: 60%)
– Typ
A (Korpus):
Antikörper gegen Parietalz. und Intrinsic F.
– Typ B (Antrum): gastroduodenaler Reflux
– Typ AB:
chron. Alkoholiker, IgA-Mangel,
Chron. Antrumgastritis
intest. Metaplasie
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NSAID
Chron. Antrumgastritis
Glycoprotein R
Cobalamin
Cobalamin
Metabolismus
Parietalzellen produzieren
Intrinsic Faktor
Pankreasproteasen
Resorption im terminalen Ileum:
Rezeptor: Cubilin
Transport an Peripherie/Leber
mit Transcobalamin
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Morbus Biermer - perniziöse Anämie
Autoantikörper (Ak) gegen
1.) Parietalzellen
2.) Intrinsic Faktor
Folgen:
Chronisch atrophe Gastritis A
Vit. B12 Mangel....
Hereditäre Megaloblastenanaemie
(Finnland): Cubilin-Mutationen
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Chronisches Ulcus ventrikuli / duodeni
an Grenzzonen zwischen
säuresezernierender und
nicht säuresezernierender Mukosa
gesunder und entzündeter Mukosa
(in chron. Gastritis)
Erosion
Ulkus
Submukosa
Musc. mucosae intakt!
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Chron. Randwall, Narben
Symptome chronisches Ulkus
– Typisch:
Heftige rhythmische epigastrische Schmerzen: 2h
postprandial, Nachtschmerz, Morgen schmerzfrei
Besserung durch Nahrung oder Antazida
– Atypisch:
dyspeptische Beschwerden, Übelkeit,
Völlegefühl, Brechneigung,
Gewichtsverlust
– 10% keine Beschwerden!
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Komplikationen
– Blutungen:
Hämatemesis, Teerstühle, Blutungsanämie
– Perforationen (10%): Schmerz, Schock, Peritonitis
– Penetrationen (20%): Pankreas, Dauerschmerz
– Rezidiv
– Maligne Entartung (nur bei U. ventrikuli)
– Pylorusstenosen (4-10%)
Antrumdilatation:
Stimulus für Gastrin - HCl
Erosionen, Refluxösophagitis
Erbrechen, Alkalose
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Entstehung chron. Ulkuskrankheit
– Entzündungstheorie:
primäre B Gastritis: Helicobacter pylori
– Aggressive/defensive Faktoren
– Peptische Theorie: Hohe HCl und Pepsin,
niedriger Schleimgehalt, Selbstandauung
– Gefäßtheorie: Zirkulationsstörungen
terminale Strombahn (Mikrothrombi, Gefäßspasmen):
Resistenzstörungen d. Mukosa...
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Ungleichgewicht
• aggressive Faktoren: • defensive Faktoren
– Mukosabarriere:
– HCl, Pepsin,
– Mukus
– gastroduodenaler
– HCO3- - Batterie
Reflux: Lysolecithin,
Gallensäuren
– Mikrozirkulation:
Vasokonstriktion,
Schock, Medikamente
– Lange Kontaktzeit
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– Neutralisation
– Durchblutung:
H+-Abtransport,
HCO3- -Bereitstellung
• Säuresekretionsanalyse: BAO / PAO
0
mval HCl/h
10
Pentagastrin
20
50
70
Normal
Ulcus duodeni
Ulcus ventrikuli
Werte erhöht (Belegzellen
vermehrt und stimulierbar
Feed back auf G-Z gestört)
Werte normal oder
eingeschränkt (Korpusschleimhautatrophie)
Vagotomie, Antrumresektion
Intragastrale Titration
Zollinger-Ellison S.
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Chonische Ulkuskrankheit
Ursachen peptisches Ulcus ventrikuli und duodeni
• Infektiös: 95% Gastritis-Folgen (Heliobacter pylori)
• familiäre Disposition;
HLA B5, Blutgruppe 0,
Nichtsekreter; 3x mehr Männer
• Hypergastrinämie:
Gastrinom, Wermer-Syndrom,
Paraneoplastische Syndrome,
Leberzirrhose, Chron.Niereninsuffizienz
•
Säuresekretion variabel
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Slow bacterial infection
1.) H. pylori: Zellschädigung
(Zytotoxine, Phospholipasen)
2.) Insuffiziente
Immunantwort (Igs)
3.) Polymorphkernige
Granulozyten (NO, Radikale)
Keine Elimination,
Abwehr schädigt Mukosa zusätzlich
Gastritis chronisch, Aktivität begrenzt
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Mechanismus und Therapie
der H.p. Infektion
O=C
NH2 Urease
NH2
CO2+NH3
Sucralfat
Adsorption
aggressiver Faktoren
(Gallensäuren, Pepsin)
Urease
Motilität
Adhäsine
Schleimsekretion
HCO3-
PGE2
Mikrozirkulation
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Protektiver Film
Entstehung des Ulcus duodeni
1.) HCl im Bulbus duodeni
2.) Erosionen
3.) Gastrale Metaplasie
4.) Besiedelung durch H. pylori
Organotrop durch Adhäsine für Magenepithelzellen
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Diagnose der Helicobacter pylori Infektion
– Histologie (Biopsie: 2 Antrum, 2 Korpus)
– spezifische Kultur
– Indirekt: Serologie
– Urease-Test
Urease Test
Phenolrot
– Atemtest C13
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Medium H.p. E.c.
pH>8.4 - rot
Therapie der H.p. Infektion: Eradikation
Säurereduktion und Antibiotika 2-wöchige Therapie
TRIPLE Therapie
mit Clarithromycin, Amoxicillin und Omeprazol
mit Metronidazole, Amoxicillin and Omeprazol
DUAL Therapie
mit Omezaprol plus Amoxicillin, oder
Omeprazol plus Clarinthomycin
(Reinfektion nach Eradikation -1%)
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Primäres Magenlymphom
normal im Magen
kein MALT
chronische Helicobacter pylori-Infektion
lymphatische Aggregate, Lymphfollikel
Basis für MALT-Lymphome
Nach H. pylori Eradikation:
Rückbildung niedrig maligner MALT-Lymphome
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Therapie Gastritis/Ulcera
– H2-Rezeptoren-Blocker,
Protonenpumpen-Hemmer
– HCl-Neutralisation: Sucralfat,
Natriumhydrogencarbonat
– HCl-Bindung/Neutralisation:
Al-Hydroxid, Mg-Hydroxid
– Adstringentien für Rollkuren:
Tannin, Ag-Eiweißpräparate,
wismuthalt. Präparate
– Radix liquiritae (Süßholz):
steroidähnliches Glycosid
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Magenkarzinom 20% aller CAs
Intestinaler Typ
– chronisch atrophische Gastritis
90% der Karzinome: H. pylori positiv
intestinale Metaplasie
–
M. Biermer
Diffuser Typ genetisch determiniert
Männer 2x so häufig, 50 - 60a
Blutgruppe A
Verwandte 4x häufiger
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Lokalisationen des MagenCA.
Kardia: 10%
Dysphagie, Reflux
kl. Kurvatur: 20%
gr. Kurvatur: 10%
Antrum: 50%
Pylorus: Magenentleerung
gestört, Erbrechen
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Magen Ca.-Symptome
retrosternaler Druck, Schmerz,
Dysphagie,
okkultes Blut im Stuhl,
Hämatemesis, Gewichtsabnahme,
Kachexie
infiltrativ:
Wandstarre
ulzerös:
Nischen
tumorös:
Füllungsdefekte
Diagnose: Röntgen
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Magenkarzinom
– Exogene Faktoren: Tumorinitiation
Nitrosamine
NO
Benzpyrene
CH3 - N - CH3
Menetrier
– M. Menetrier, hyperplasiogene
Magenpolypen
– Tubuläre, villöse Adenome
– Borderline lesion (Dysplasie III)
– post Billroth I, II: 2 - 4 faches Risiko
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Polyp
Helicobacter pylori
1.) Mutagene Wirkung:
stellt aus Urea Ammoniak her
- andauernde N-Quelle
verbraucht Vitamin C
das als Anti-Oxidans wirkt
Vit C lässt sich durch Peroxid-Radikale
( R-O-O. ) oxidieren. Dabei wird letzteres
als Hydroperoxid (R-O-O-H) entschärft
2.) Tumorpromovierend
durch chronische Entzündung
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Umwandlung von Nitriten in Carzinogene
R1
R1
NH + HNO2
N-N = O + H2O
R1
R1
Sek. Amin
Nitrit
N-Nitrosamine: Präkanzerogen
OH
CH3
P450
N-N=O
CH3
Bindung an DNA,
RNA, Proteine
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CH2
N-N = O
CH3
HCHO
CH3
H3C – N = N - OH
OH- Ultimatives Canzerogen
N2
H.p. induziert IL-8 Transkription in Epithelzellen
Neutrophile produzieren Radikale
Produkte des Oxidative Burst:
Super-Oxid, H2O2, Singlet Sauerstoff, Hydroxyl-Radikale
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Pathophysiologie des Gastrointestinum
Erika Jensen-Jarolim
Zentrum für Physiologie und Pathophysiologie
Medizinische Universität Wien
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