Η επίδραση της χρόνιας αύξησης της ενδοκοιλιακής πίεσης στον ορθό κοιλιακό μυ: πειραματική εργασία σε κουνέλια

Abstract

Introduction: The aim of this study was to specify in rabbits the histological, immunohistological and biochemical response of the rectus abdominis muscle, to the chronically increased intraabdominal pressure. Material - Method: Forty-five New Zealand white rabbits were divided into three groups. Group A consisted of 15 rabbits to which empty rubber tubes were implanted in the peritoneal cavity. Group B consisted of 15 rabbits to which intaabdominal pressure was persistently maintained above 16 cmH₂O for 8 weeks by insufflating normal saline into a rubber tube implanted into the peritoneal cavity. Group C consisted of 15 rabbits to which the intraabdominal rubber tube was filled with lead covered by silicone and equiponderant to the mean weight of normal saline insufflated in group B. All animals were sacrificed 8 weeks later. Morphological and histological studies were carried out in specimens from the rectus abdominis muscle, as well as enzymatic studies after staining with mATPase in pH 4.3, 4.6 and 9.4, and we counted the proportion of the different types of muscular fibers (type I, IIA and IIB). We also measured the level of lipid peroxidase, protein carbonyls, prooxidant antioxidant balance, total glutathione, glutathione peroxidase and glutathione reductase. Results: All animals survived and fulfilled the purpose of this study. No morphological or histological changes were noticed after H-E staining. Enzymatic study revealed an increase in type I muscular fibers caused by the increased intraabdominal pressure (p<0,001). On the other hand, loading with lead caused no change in the proportion of the muscular fibers. Biochemical analysis showed that increased intraabdominal pressured caused significantly higher lipid peroxidation (p=0,042) and protein carbonylation (p=0,010) with significantly increased prooxidant-antioxidant balance (p=0,029), but did not change the concentration of the total glutathione p=0,735) and SOD (p=0,410). On the contrary, it increased the activity of glutathione reductase and glutathione peroxidase. Loading with lead caused increased glutathione peroxidase activity (p=0.037). Conclusions: The chronic increase of intraabdominal pressure caused a remodeling of the muscular fibers of the rectus abdominis muscle with significant increase in type I fibers. Chronically increased intraabdominal pressure was a cause of oxidative stress to the rectus abdominis muscle, probably because of the decreased blood supply. The biochemical response to this oxidative stress was the increase of glutathione peroxidase and glutathione reductase. With the reservation of applying experimental findings to clinical practice we can say that increased intraabdominal pressure makes rectus abdominis muscle to contract against higher resistance and with less blood supply. Nevertheless, the muscle can develop mechanisms to adapt to the new conditions.

Σκοπός: Σκοπός της πειραματικής αυτής έρευνας είναι η μελέτη και αξιολόγηση των μεταβολών, μορφολογικών, ιστοπαθολογικών, ενζυματικών και βιοχημικών που προκαλεί η χρόνια αύξηση της ενδοκοιλιακής πίεσης (ΕΠ) στον ορθό κοιλιακό μυ κουνελιών. Υλικό - Μέθοδος: Για τις ανάγκες της μελέτης χρησιμοποιήθηκαν 45 κουνέλια του είδους γένους New Zealand τα οποία διαιρέθηκαν σε τρεις ομάδες. Η ομάδα Α (ομάδα ελέγχου) περιέλαβε 15 πειραματόζωα στα οποία τοποθετήθηκαν ενδοκοιλιακοί ασκοί τελείως κενοί.. Την ομάδα Β (ομάδα μελέτης) αποτέλεσαν 15 κουνέλια, στα οποία η ΕΠ διατηρήθηκε σταθερά αυξημένη στα 16 cmH₂O για 8 εβδομάδες με την εισαγωγή αεροθαλάμου στην περιτοναϊκή κοιλότητα, ο οποίος πληρώθηκε με φυσιολογικό ορό. Η ομάδα Γ (φόρτισης με μόλυβδο) περιέλαβε 15 κουνέλια στα οποία εφαρμόστηκε φόρτιση με μόλυβδο βάρους ίσου με αυτό του φυσιολογικού ορού που χρησιμοποιήθηκε στα πειραματόζωα της ομάδας Β. Τα πειραματόζωα θυσιάστηκαν στον προκαθορισμένο χρόνο. Ιστοτεμάχια του ορθού κοιλιακού μυός μελετήθηκαν μακροσκοπικά, ιστολογικά με χρώση Αιματοξυλίνης-Εωσίνης και ενζυματικά, με χρώση με μυοσίνη ΑΤΡάση σε pH 4.3, 4.6 και 9.4, και μετρήθηκε η αναλογία των μυϊκών ινών τύπου Ι, ΙΙΑ και ΙΙΒ/X. Στη συνέχεια έγιναν βιοχημικές αναλύσεις ιστοτεμαχίων του μυός και μετρήθηκαν η υπεροξείδωση των λιπιδίων, η πρωτεϊνική καρβονυλίωση, το ισοζύγιο οξειδωτικών αντιοξειδωτικών, η ολική γλουταθειόνη, η δραστικότητα της υπεροξειδικής δισμουτάσης, της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης και της αναγωγάσης της γλουταθειόνης. Αποτελέσματα: Όλα τα πειραματόζωα επέζησαν, θυσιάστηκαν στον προκαθορισμένο χρόνο και εκπλήρωσαν το σκοπό για τον οποίο επιλέχτηκαν. Μακροσκοπικά και ιστολογικά με χρώση Αιματοξυλίνης-Εωσίνης ουδεμία διαφορά παρατηρήθηκε στον ορθό κοιλιακό μυ των πειραματοζώων των τριών ομάδων. Από την ενζυματική μελέτη των μυϊκών ινών παρατηρήθηκε ότι η χρόνια αύξηση της ΕΠ προκάλεσε σημαντική αύξηση της αναλογίας των ινών τύπου Ι εις βάρος κυρίως των ινών τύπου ΙΙΒ/Χ αλλά και των ινών τύπου ΙΙΑ (p<0,001). Η κόπωση από τη φόρτιση με βάρος δεν προκάλεσε σημαντική μεταβολή στην αναλογία των μυϊκών ινών. Από τη βιοχημική ανάλυση ιστοτεμαχίων προέκυψε ότι η χρόνια αύξηση της ΕΠ προκάλεσε σημαντικά μεγαλύτερη υπεροξείδωση των λιπιδίων (p=0,042) και πρωτεϊνική καρβονυλίωση (p=0,010) με σημαντικά μεγαλύτερο ισοζύγιο προοξειδωτικών αντιοξειδωτικών (p=0,029). Σημαντική μεταβολή στην τιμή της ολικής γλουταθειόνης (p=0,735) και την τιμή της SOD (p=0,410) δεν παρατηρήθηκε, ενώ παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση στις τιμές της υπεροξειδάσης και της αναγωγάσης της γλουταθειόνης. Η φόρτιση με μόλυβδο προκάλεσε αύξηση της δραστικότητας της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης χωρίς όμως να προκληθεί σημαντική οξειδωτική βλάβη στις μυϊκές ίνες. Συμπεράσματα: Η χρόνια αύξηση της ΕΠ προκάλεσε αναδιαμόρφωση των μυϊκών ινών του ορθού κοιλιακού μυός με σημαντική αύξηση της αναλογίας των ανθεκτικών στην κόπωση ινών τύπου Ι εις βάρος κυρίως των ινών τύπου ΙΙΒ/Χ. Η χρόνια αύξηση της ΕΠ προκάλεσε οξειδωτικού στρες στον ορθό κοιλιακό μυ, πιθανώς λόγω του περιορισμού της αιματικής ροής σε αυτόν. Η βιοχημική προσαρμογή του μυϊκού κυττάρου στην αυξημένη οξειδωτική βλάβη εκδηλώθηκε κυρίως με την αύξηση της δραστικότητας των αντιοξειδωτικών ενζύμων αναγωγάση της γλουταθειόνης και υπεροξειδάση της γλουταθειόνης. Με τις επιφυλάξεις που πάντοτε υπάρχουν στη μεταφορά των πειραματικών ευρημάτων στην κλινική πράξη μπορούμε να πούμε ότι η χρόνια αύξηση της ΕΠ προκαλεί στους κοιλιακούς μύες και ειδικότερα στον ορθό κοιλιακό μυ αύξηση του έργου του και δημιουργεί συνθήκες υποξίας. Ο μυς, ωστόσο, αναπτύσσει αντιρροπιστικούς μηχανισμούς με τους οποίους ανταποκρίνεται στις αυξημένες λειτουργικές του ανάγκες.