Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΙΣΧΑΙΜΙΚΗΣ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΜΥΟΚΑΡΔΙΟΥ ΣΤΗΝ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΝΕΚΡΩΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΠΤΩΣΗ 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 βλάβες της ισχαιμίας και της οξείας επαναιμάτωσης αποτελεί την απαραίτητη προϋπόθεση για την διενέργεια ασφαλών καρδιοχειρουργικών επεμβάσεων καθώς και άλλων ιατρικών επεμβάσεων, όπως η διαδερμική αγγειοπλαστική στεφανιαίων αγγείων (PTCA).

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Χρησιμοποιήθηκαν και μελετήθηκαν διάφορες μέθοδοι και ιδέες για την προστασία του μυοκαρδίου από τις βλάβες της ισχαιμίας και της οξείας επαναιμάτωσης. Μια από αυτές, η ισχαιμική προετοιμασία του μυοκαρδίου, πριν το ισχαιμικό επεισόδιο (preconditioning) ή μετά το ισχαιμικό επεισόδιο (pοstconditioning), έχει δείξει ότι μπορεί να προστατεύσει το μυοκάρδιο μειώνοντας την νέκρωση και την απόπτωση.

ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Διερεύνηση του ρόλου της ισχαιμικής προετοιμασίας (preconditioning και postconditioning) του μυοκαρδίου στην κυτταρική νέκρωση και απόπτωση μετά από ισχαιμία-επαναιμάτωση

ΙΣΧΑΙΜΙΑ ΤΟΥ ΜΥΟΚΑΡΔΙΟΥ Διαταραχή αιματικής ροής προς την καρδιά Στεφανιαία νόσος Χειρουργική παθήσεων καρδιάς

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

ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΘΑΝΑΤΟΣ Νέκρωση – διόγκωση κυτταροπλασματικών οργανιδίων, ρήξη κυτταρικής 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 καρδιακά μυοκύτταρα αυξάνει το κατώτατο όριο ασβεστίου για την διαπερατότητα του μιτοχονδριακού 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) Φυσιολογικές επιδράσεις Μειώνει το μέγεθος του εμφράγματος του μυοκαρδίου + Μειώνει το stunning  − Μειώνει την απόπτωση  Μειώνει το οίδημα των ιστών  Μειώνει την αγγειακή βλάβη Eνδοθηλιακή δυσλειτουργία Δυσλειτουργίες αιματικής ροής

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΩΝ ΚΑΡΔΙΩΝ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΩΝ ΚΑΡΔΙΩΝ Δυο βασικές μέθοδοι εμποτισμού της καρδιάς Πειραματικό μοντέλο Langendorff Πειραματικό μοντέλο της « λειτουργικής καρδιάς »

ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Συσκευή άρδευσης 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 (φυσιολογικό μυοκάρδιο). 2 .Ομάδα Β (Ν=10): Καρδιές που υποβλήθηκαν σε 20 λεπτά καθολικής ισχαιμίας και 2 ώρες επαναιμάτωσης χωρίς ισχαιμική προετοιμασία. 3. Ομάδα Γ (Ν=10): Καρδιές που υποβλήθηκαν σε 20 λεπτά καθολικής ισχαιμίας και 2 ώρες επαναιμάτωσης με προ-ισχαιμική προετοιμασία (τρείς κύκλους των 5 λεπτών ισχαιμίας και 10 λεπτών επαναιμάτωσης) πριν την 20λεπτη ισχαιμία (preconditioning). 4. Ομάδα Δ (Ν=10): Καρδιές που υποβλήθηκαν σε 20 λεπτά καθολικής ισχαιμίας και 2 ώρες επαναιμάτωσης με μετα-ισχαιμική προετοιμασία (τρείς κύκλους των 2 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 Ομάδα Νο Νέκρωση Απόπτωση Bcl2 P53 ΟΧΙ Β 10 ΝΑΙ Γ Δ

Χρώση Αιματοξυλίνης-Ηωσίνης Ομάδα Α ΧρώσηΑιματοξυλίνης-Ηωσίνης Χ400 Φυσιολογικός μυοκαρδιακός ιστός όπου διακρίνεται σαφώς η φυσιολογική δομή του ιστού (κύτταρα με τους πυρήνες τους ,αγγεία). Ομάδα Β Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμία-επαναιμάτωση χωρίς καμία άλλη παρέμβαση. 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 έκτασης βλάβες (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 Ομάδα Β Χρώση Tunel x710 Ομάδα Α Φυσιολογικός μυοκαρδιακός ιστός TUNEL (-). Χρώση Tunel x1600

Τομές μεθόδου TUNEL Ομάδα Δ Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμία- postconditioning- επαναιμάτωση όπου παρατηρούνται σπάνια έως αραιά TUNEL(+) κύτταρα. Χρώση Tunel x1600 Ομάδα Γ Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμική προετοιμασία (preconditioning) και ισχαιμία-επαναιμάτωση όπου παρατηρούνται σπάνια έως αραιά TUNEL(+) κύτταρα. Χρώση Tunel x910

Τομές ανοσοϊστοχημικής χρώσης Bcl2 Ομάδα Β Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμία-επαναιμάτωση χώρις καμμία άλλη παρέμβαση. Παρατηρούνται σπάνια Bcl 2 (+) κύτταρα. Χρώση Tunel x560 Ομάδα Α Φυσιολογικός μυοκαρδιακός ιστός Bcl 2 (-). Χρώση Bcl 2 x1100

Τομές ανοσοϊστοχημικής χρώσης Bcl 2 Ομάδα Γ Ιστός που υποβλήθηκε σε ισχαιμική προετοιμασία (preconditioning) και ισχαιμία-επαναιμάτωση όπου παρατηρούνται 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 Ο μέσος όρος των νεκρωτικών και αποπτωτικών κυττάρων ήταν διπλάσιος στην ομάδα Β (ισχαιμία-επαναιμάτωση) σε σχέση με την ομάδα Γ (preconditioning) Τα επίπεδα της Bcl 2 πρωτεΐνης είναι πολύ αυξημένα στην ομάδα Γ, ενώ σπάνια στην ομάδα Β

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΙΙ Ο μέσος όρος των νεκρωτικών και αποπτωτικών κυττάρων ήταν διπλάσιος στην ομάδα Β (ισχαιμία-επαναιμάτωση) σε σχέση με την ομάδα Δ (postconditioning) Τα επίπεδα της Bcl2 πρωτεΐνης είναι πολύ αυξημένα στην ομάδα Δ, ενώ σπάνια στην ομάδα Β

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 μεταξύ των 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 μυοκαρδίου preconditioning και postconditioning προστατεύουν το μυοκάρδιο από τη νέκρωση και τον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο (απόπτωση). Παράλληλα, αυξάνονται τα επίπεδα έκφρασης της αντιαποπτωτικής πρωτεΐνης Bcl2. H αύξηση αυτής της πρωτεΐνης οδηγεί σε αναστολή της απόπτωσης που εκδηλώνεται κατά τη διάρκεια της επαναιμάτωσης.

Συμπεράσματα ΙΙ Το preconditioning έχει τον περιορισμό ότι εφαρμόζεται πριν το ισχαιμικό επεισόδιο και συνεπώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο όταν το γεγονός είναι προβλέψιμο. Το postconditioning μπορεί να εφαρμοσθεί σε πλήθος ασθενών που υποβάλλονται σε επεμβάσεις καρδιάς με εξωσωματική κυκλοφορία πριν την έναρξη της επαναιμάτωσης, όπως επίσης και στους ασθενείς που υποβάλλονται σε πρωτογενή αγγειοπλαστική. Ωστόσο η διάρκεια της ισχαιμίας η οποία λειτουργεί προστατευτικά και στις 2 περιπτώσεις δεν είναι πλήρως καθορισμένη γεγονός που καθιστά αναγκαία την περαιτέρω διερεύνηση.

Ευχαριστώ πολύ