Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΙΣΧΑΙΜΙΚΗΣ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΜΥΟΚΑΡΔΙΟΥ ΣΤΗΝ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΝΕΚΡΩΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΠΤΩΣΗ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΙΣΧΑΙΜΙΑ-ΕΠΑΝΑΙΜΑΤΩΣΗ. (ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΣΕ ΕΠΙΜΥΕΣ)

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΙΣΧΑΙΜΙΚΗΣ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑΣ ΤΟΥΜΥΟΚΑΡΔΙΟΥ ΣΤΗΝ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΝΕΚΡΩΣΗ ΚΑΙΑΠΟΠΤΩΣΗ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΙΣΧΑΙΜΙΑ-ΕΠΑΝΑΙΜΑΤΩΣΗ(ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΣΕ ΕΠΙΜΥΕΣ)

Μαδέσης Α., Μάνθου Μ., Κουτσογιαννίδης Χ., Ανανιάδου Ο.,Εμμανουήλ-Νικολούση Ε., Παπακωσταντίνου Χ.

Καρδιοθωρακοχειρουργική Κλινική Γ.Ν.Θ. «Γ. Παπανικολάου», Θεσσαλονίκη

Εργαστήριο Ιστολογίας – Εμβρυολογίας ΑΧΕΠΑ, Θεσσαλονίκη

Καρδιοθωρακοχειρουργική Κλινική ΑΧΕΠΑ, Θεσσαλονίκη

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η προστασία του μυοκαρδίου από τις βλάβεςτης ισχαιμίας και της οξείας επαναιμάτωσηςαποτελεί την απαραίτητη προϋπόθεση για τηνδιενέργεια ασφαλών καρδιοχειρουργικώνεπεμβάσεων καθώς και άλλων ιατρικώνεπεμβάσεων, όπως η διαδερμικήαγγειοπλαστική στεφανιαίων αγγείων (PTCA).

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Χρησιμοποιήθηκαν και μελετήθηκαν διάφορεςμέθοδοι και ιδέες για την προστασία τουμυοκαρδίου από τις βλάβες της ισχαιμίας και τηςοξείας επαναιμάτωσης.

Μια από αυτές, η ισχαιμική προετοιμασία τουμυοκαρδίου, πριν το ισχαιμικό επεισόδιο(preconditioning) ή μετά το ισχαιμικό επεισόδιο(pοstconditioning), έχει δείξει ότι μπορεί ναπροστατεύσει το μυοκάρδιο μειώνοντας τηννέκρωση και την απόπτωση.

ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ

Διερεύνηση του ρόλου της ισχαιμικήςπροετοιμασίας (preconditioning καιpostconditioning) του μυοκαρδίου στηνκυτταρική νέκρωση και απόπτωση μετάαπό ισχαιμία-επαναιμάτωση

ΙΣΧΑΙΜΙΑ ΤΟΥ ΜΥΟΚΑΡΔΙΟΥ

Διαταραχή αιματικής ροής προς τηνκαρδιά

Στεφανιαία νόσος

Χειρουργική παθήσεων καρδιάς

ΣΥΝΔΡΟΜΟ ΙΣΧΑΙΜΙΑΣ - ΕΠΑΝΑΙΜΑΤΩΣΗΣ

Το μειωμένο ΑΤΡ κατά την ισχαιμία οδηγεί σε αύξηση των ενδοκυτταρικών ιόντων Η+ και Ca+ κατά τηνεπαναιμάτωση ο σχηματισμός ελευθέρων ριζών οξυγόνου (ROS), το μεταβαλλόμενο pH και η αύξησητου ασβεστίου οδηγούν στο σχηματισμό του μιτοχονδριακού πόρου διαπερατότητας (MPP), καταλήγονταςστον κυτταρικό θάνατο.

ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΘΑΝΑΤΟΣ

Νέκρωση – διόγκωση κυτταροπλασματικών οργανιδίων, ρήξηκυτταρικής μεμβράνης, φλεγμονώδης αντίδραση

Απόπτωση (προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος)συμπύκνωση κυτταροπλάσματος, ενεργοποίηση κασπασών,κατακερματισμός του DNA, φαγοκυττάρωση

ΒCL-2 και p53

Η Bcl-2

αναστέλλει την απόπτωση που επάγεται από την p53 στα καρδιακάμυοκύτταρα

αυξάνει το κατώτατο όριο ασβεστίου για την διαπερατότητα τουμιτοχονδριακού πόρου στα μιτοχόνδρια της καρδιάς

Η p53

ενεργοποιεί γονίδια που επάγουν την απόπτωση

μπορεί επίσης να επάγει γονίδια τα οποία μπλοκάρουν τα αντι-αποπτωτικά μονοπάτια

ΙΣΧΑΙΜΙΚΗ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΑΣ(preconditioning - postconditioning)

Σύντομα επεισόδια ισχαιμίας-επαναιμάτωσης πριν (preconditioning) ή μετά(postconditioning) ενός παρατεταμένου ισχαιμικού συμβάματος έχουνδείξει ότι ενεργοποιούν ενδογενή καρδιοπροστατευτικά φαινόμενα

prepre

postpost

Φυσιολογικές επιδράσειςΦυσιολογικές επιδράσεις

Μειώνει το μέγεθος του εμφράγματος του μυοκαρδίουΜειώνει το μέγεθος του εμφράγματος του μυοκαρδίου

Μειώνει το stunning Μειώνει το stunning

−−

Μειώνει την απόπτωση Μειώνει την απόπτωση

Μειώνει το οίδημα των ιστών Μειώνει το οίδημα των ιστών

Μειώνει την αγγειακή βλάβηΜειώνει την αγγειακή βλάβη

Eνδοθηλιακή δυσλειτουργίαEνδοθηλιακή δυσλειτουργία

Δυσλειτουργίες αιματικής ροήςΔυσλειτουργίες αιματικής ροής

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΩΝ ΚΑΡΔΙΩΝ

Δυο βασικές μέθοδοι εμποτισμού της καρδιάς

•Πειραματικό μοντέλο Langendorff

•Πειραματικό μοντέλο της « λειτουργικής καρδιάς »

ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ

Πειραματόζωα (♂wistar 250-300gr)

Συσκευή άρδευσης (Langendoff)

Διάλυμα άρδευσης (Krebs-Heinseleit)

Αναισθησία και χειρουργική τεχνική

Πρωτόκολλα άρδευσης - Πειραματικές Ομάδες

Ιστολογική εκτίμηση – Σύστημα ταξινόμησης

Στατιστική επεξεργασία (SPSS12.0)

Συσκευή άρδευσης

Πειραματικές Ομάδες

1. Ομάδα Α (Ν=5) : Καρδιές ελέγχου χωρίς καμία παρέμβαση (φυσιολογικόμυοκάρδιο).

2 .Ομάδα Β (Ν=10): Καρδιές που υποβλήθηκαν σε 20 λεπτά καθολικής ισχαιμίαςκαι 2 ώρες επαναιμάτωσης χωρίς ισχαιμική προετοιμασία.

3. Ομάδα Γ (Ν=10): Καρδιές που υποβλήθηκαν σε 20 λεπτά καθολικής ισχαιμίαςκαι 2 ώρες επαναιμάτωσης με προ-ισχαιμική προετοιμασία (τρείς κύκλους των 5λεπτών ισχαιμίας και 10 λεπτών επαναιμάτωσης) πριν την 20λεπτη ισχαιμία(preconditioning).

4. Ομάδα Δ (Ν=10): Καρδιές που υποβλήθηκαν σε 20 λεπτά καθολικής ισχαιμίαςκαι 2 ώρες επαναιμάτωσης με μετα-ισχαιμική προετοιμασία (τρείς κύκλους των2 λεπτών επαναιμάτωσης και 2 λεπτών ισχαιμίας) μετά την 20λεπτη ισχαιμία(postconditioning).

Ιστολογική εκτίμηση

Χρώση Αιματοξυλίνης- Ηωσίνης (νέκρωση) (0-5)

Μέθοδος TUNEL (απόπτωση) (0-4)

Ανοσοϊστοχημική χρώση Bcl2 και P53 (0-4)

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Παρατίθενται οι ομάδες ιστών που χρησιμοποιήθηκαν καθώς και η εκτίμηση, γιακάθε ομάδα, της νέκρωσης, της απόπτωσης, της αντιαποπτωτικής πρωτεΐνηςBcl 2 και της επαγωγικής πρωτεΐνης p53.

Ομάδα

Νο

Νέκρωση

Απόπτωση

Bcl2

P53

ΟΧΙ

ΝΑΙ

ΟΧΙ

ΝΑΙ

ΟΧΙ

ΝΑΙ

ΟΧΙ

Χρώση Αιματοξυλίνης-Ηωσίνης

Ομάδα Α

ΧρώσηΑιματοξυλίνης-Ηωσίνης Χ400

 Φυσιολογικός μυοκαρδιακός ιστός όπου διακρίνεται σαφώς ηφυσιολογική δομή του ιστού (κύτταρα με τους πυρήνες τους,αγγεία).

Ομάδα Β

Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμία-επαναιμάτωση χωρίς καμία άλληπαρέμβαση. Παρατηρούνται εκτεταμένες βλάβες (νέκρωσης - οιδήματος,απόπτωσης - συμπύκνωση του κυτταροπλάσματος).

 Χρώση Αιματοξυλίνης-Ηωσίνης Χ710

Χρώση Αιματοξυλίνης-Ηωσίνης

Ομάδα Γ

Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμική προετοιμασία (preconditioning)και ισχαιμία-επαναιμάτωση. Παρατηρούνται μικρότερης έκτασηςβλάβες (λύση της κυτταρικής μεμβράνης, απώλεια του πυρήνα,οίδημα)

Χρώση Αιματοξυλίνης-Ηωσίνης Χ400

Ομάδα Δ

Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμία – postconditioning –επαναιμάτωση. Παρατηρούνται βλάβες μικρής έκτασης(αραιοκυτταρικές περιοχές πυκνωτικοί πυρήνες).

Χρώση Αιματοξυλίνης-Ηωσίνης Χ400

Τομές μεθόδου TUNEL

Ομάδα Α

Φυσιολογικός μυοκαρδιακός ιστός TUNEL (-).

Χρώση Tunel x1600

Ομάδα Β

Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμία-επαναιμάτωση χωρίς καμία άλληπαρέμβαση. Παρατηρούνται αραιά έως αρκετά TUNEL(+) κύτταρα.

Χρώση Tunel x710

Ομάδα Γ

Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμική προετοιμασία (preconditioning)και ισχαιμία-επαναιμάτωση όπου παρατηρούνται σπάνια έως αραιάTUNEL(+) κύτταρα.

Χρώση Tunel x910

Ομάδα Δ

Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμία- postconditioning-επαναιμάτωση όπου παρατηρούνται σπάνια έως αραιά TUNEL(+)κύτταρα.

Χρώση Tunel x1600

Τομές μεθόδου TUNEL

Τομές ανοσοϊστοχημικής χρώσης Bcl2

Ομάδα Α

Φυσιολογικός μυοκαρδιακός ιστός Bcl 2 (-).

Χρώση Bcl 2 x1100

Ομάδα Β

 Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμία-επαναιμάτωση χώρις καμμίαάλλη παρέμβαση. Παρατηρούνται σπάνια Bcl 2 (+) κύτταρα.

Χρώση Tunel x560

Τομές ανοσοϊστοχημικής χρώσης Bcl 2

Ομάδα Γ

 Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμική προετοιμασία(preconditioning) και ισχαιμία-επαναιμάτωση όπουπαρατηρούνται αραιά έως αρκετά Bcl2 (+) κύτταρα.

 Χρώση Bcl 2 x560

Ομάδα Δ

Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμία- postconditioning-επαναιμάτωση όπου παρατηρούνται αραιά έως αρκετά Bcl 2(+) κύτταρα.

Χρώση Bcl 2 X560

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Ι

(

)

(

)

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΙΙ

(

)

(

)

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΙΙΙ

Ο μέσος όρος των νεκρωτικών κυττάρων είναι σχετικά μεγαλύτερος στην ομάδα Δ(postconditioning) συγκριτικά με την ομάδα Γ (preconditioning) (p=0.02)

Ο μέσος όρος των αποπτωτικών κυττάρων παρέμεινε σταθερός συγκριτικά μεταξύτων δύο ομάδων.

Μικρή αύξηση των επιπέδων της Bcl-2 πρωτεΐνης ομάδα Γ συγκριτικά με την ομάδα Δ

Συμπεράσματα Ι

Η προ- ή μετα- ισχαιμική προετοιμασία του μυοκαρδίουpreconditioning και postconditioning προστατεύουν τομυοκάρδιο από τη νέκρωση και τον προγραμματισμένο κυτταρικόθάνατο (απόπτωση).

Παράλληλα, αυξάνονται τα επίπεδα έκφρασης της αντιαποπτωτικήςπρωτεΐνης Bcl2. H αύξηση αυτής της πρωτεΐνης οδηγεί σεαναστολή της απόπτωσης που εκδηλώνεται κατά τη διάρκειατης επαναιμάτωσης.

Συμπεράσματα ΙΙ

Το preconditioning έχει τον περιορισμό ότι εφαρμόζεταιπριν το ισχαιμικό επεισόδιο και συνεπώς μπορεί ναχρησιμοποιηθεί μόνο όταν το γεγονός είναι προβλέψιμο.

 Το postconditioning μπορεί να εφαρμοσθεί σε πλήθοςασθενών που υποβάλλονται σε επεμβάσεις καρδιάς μεεξωσωματική κυκλοφορία πριν την έναρξη τηςεπαναιμάτωσης, όπως επίσης και στους ασθενείς πουυποβάλλονται σε πρωτογενή αγγειοπλαστική.

Ωστόσο η διάρκεια της ισχαιμίας η οποία λειτουργείπροστατευτικά και στις 2 περιπτώσεις δεν είναι πλήρωςκαθορισμένη γεγονός που καθιστά αναγκαία την περαιτέρωδιερεύνηση.