Μελέτη του μεταβολισμού των λιπιδίων μετά από ηπατεκτομή και ισχαιμικό αποκλεισμό

Abstract

The main purpose of this study was to investigate the effect of liver regeneration on lipid metabolism. Since lipid metabolism is directly affected by the changes of the lipolytic enzymes activity (hepatic lipase, total lipase), our study focused on this to achieve the main goal. Further to this, the study aimed to investigate the way, and the degree of the effect of liver ischemia (with or without preconditioning) on the specific parameters. The secondary aim of the study was to identify metabolic parameters among circulating plasma lipids, which could potentially be used as markers of liver function recovery after surgical excisions or liver trauma. These could be used in clinical practice for the early diagnosis of postoperative liver failure. The study was carried out in the experimental laboratory of the 2nd surgical department of the University of Athens, and a total of 159 Wistar rats with a mean weight of 292.84g were used, since these animals constitute an excellent model for liver regeneration. Each group was further divided in 3 subgroups according to the day the experiment was completed (1st, 3rd, 7th postoperative day). Tissue and blood were collected for further analysis. The variables measured and studied were: the lipolytic enzyme (hepatic lipase and total lipase) activity and the levels of AST, ALT, total protein, albumin, glucose, triglycerides, HDL and cholesterol in plasma. The results were analyzed extensively using the programme SPSS for Windows version 17 software package (Statistical Package for Social sciences; Inc, Chicago, IL). For the discussion of the results the comparisons were divided in 3 unities. In the first unity the results of the comparison of the hepatectomy group with the control group are discussed, while in the 2nd unity we discussed the results of the comparison of the groups that underwent ischemic manipulations of their liver with the control group. Finally, in the 3rd unity there is a discussion about secondary comparisons between the groups that were not included in the 1st and 2nd unity. Based on the results of the analysis the main conclusions are: a. Lipolytic enzymes activity is stable between the 1st and 7th postoperative day after hepatectomy or liver ischemia. Considering the 70% liver mass loss, which is directly associated with major acute decrease of the preformed enzymes, we may assume that lipolytic enzymes recover extremely fast during the process of liver regeneration (within 24 hours). b. Cholesterol and to a lesser degree HDL reflect well the decrease in liver function and the recovery after hepatic trauma or stress and potentially they could be used as markers of liver function recovery. Triglyceride levels remain low during the process of regeneration and increase abruptly with the completion of the process. c. Albumin is not as sensitive a marker of liver function recovery as total proteins, cholesterol and HDL are. d. Ischemic preconditioning protects the animal from triglyceride and cholesterol accumulation in plasma while it causes increased levels of HDL. The protective effects of ischemic preconditioning may involve the modification of lipid metabolism. In summary, lipid metabolism is altered in cases of hepatic stress and during the process of regeneration. Since lipolytic enzymes recover fast and are maintained during the process, it may be suggested that lipid metabolism plays an essential role early in the recovery process. Cholesterol may potentially be used as a marker of liver function recovery while the abrupt raise in triglyceride levels indicated the completion of the regenerating process.

Πρώτιστος σκοπός της παρούσης μελέτης, ήταν να διερευνηθεί η επίδραση της ηπατικής αναγέννησης στο μεταβολισμό των λιπιδίων, όπως αυτός επηρεάζεται από τις μεταβολές στη δραστηριότητα των κυριότερων λιπολυτικών ενζύμων (ηπατική λιπάση, ολική λιπάση) και η διερεύνηση του τρόπου και βαθμού επίδρασης του ισχαιμικού αποκλεισμού (με ή χωρίς προετοιμασία του ήπατος) στις συγκεκριμένες παραμέτρους. Κατά δεύτερο λόγο δε διερευνήθηκε η δυνατότητα χρήσεως συγκεκριμένων δεικτών ανάκαμψης της ηπατικής λειτουργίας μετά από χειρουργικές εκτομές ή τραύμα του ήπατος, με σκοπό την έγκυρη και έγκαιρη μετεγχειρητική αναγνώριση της ηπατικής ανεπάρκειας. Ως τέτοιοι δείκτες ορίστηκαν τα κυκλοφορούντα λιπίδια του πλάσματος Η μελέτη έγινε στο πειραματικό χειρουργείο της Β’ Χειρουργικής κλινικής του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 159 επίμυες (Wistar rat) με μέσο όρο βάρους 292.84 γρ. οι οποίοι αποτελούν ένα εξαιρετικό μοντέλο για μελέτη της ηπατικής αναγέννησης. Οι ομάδες που συμπεριελήφθησαν στην μελέτη ήταν: (Α) ομάδα ελέγχου, (Β) ομάδα που υποβλήθηκε σε ισχαιμική προετοιμασία του ήπατος ακολουθούμενη από ισχαιμικό αποκλεισμό 30 λεπτών, (Γ) ομάδα που υποβλήθηκε σε ισχαιμικό αποκλεισμό 30 λεπτών και (Δ) ομάδα που υποβλήθηκε σε ηπατεκτομή 70% (Hep 70). Κάθε ομάδα χωρίστηκε σε τρείς υποομάδες που θανατώθηκαν την 1η, 3η και 7η μετεγχειρητική μέρα οπότε έγινε συλλογή αίματος και ιστών για περαιτέρω ανάλυση. Οι παράμετροι που μελετήθηκαν ήταν: η δραστηριότητα της ηπατικής και ολικής λιπάσης και τα επίπεδα χοληστερόλης, σακχάρου, αλβουμίνης, ολικών λευκωμάτων, HDL, τριγλυκεριδίων, AST και ALT στο πλάσμα. Έγινε εκτεταμένη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων με τη χρήση του προγράμματος SPSS for Windows version 17 software package (Statistical Package for Social sciences; Inc, Chicago, IL) και αξιολογήθηκαν οι στατιστικώς σημαντικές τιμές. Για το σχολιασμό των αποτελεσμάτων οι συγκρίσεις χωρίστηκαν σε τρείς ενότητες. Στην πρώτη ενότητα συζητούνται τα αποτελέσματα της σύγκρισης της ομάδας των ηπατεκτομών με την ομάδα ελέγχου, στη δεύτερη ενότητα αυτά των ομάδων που υπεβλήθησαν σε ισχαιμικούς χειρισμούς με την ομάδα ελέγχου, ενώ στην τρίτη ενότητα συζητούνται επιμέρους αποτελέσματα από δευτερεύουσες συγκρίσεις. Περιληπτικά η μελέτη αυτή οδήγησε στα εξής συμπεράσματα: Α Τα λιπολυτικά ένζυμα δεν παρουσιάζουν σημαντικές διακυμάνσεις μεταξύ της 1ης και 7ης ΜΤΧ μέρας. Δεδομένου των αλλαγών που παρατηρούνται στο μεταβολισμό των λιπιδίων του πλάσματος και της οξείας απώλειας της ηπατικής μάζας μετά από ηπατεκτομές, που αναπόφευκτα συνοδεύεται από απώλεια των προσχηματισμένων λιπολυτικών ενζύμων, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η ανάκαμψη αυτών των ενζύμων ολοκληρώνεται πολύ πρώιμα κατά την διαδικασία της αναγέννησης (μέχρι την 1η ΜΤΧ μέρα). Β Η χοληστερόλη, και σε μικρότερο βαθμό η HDL, αντανακλά καλά την ανάκαμψη της ηπατικής λειτουργίας μετά από ηπατικό τραύμα ή εκτομή και δυνητικά μπορεί να αποτελέσουν ευαίσθητους δείκτες σε κλινικά μοντέλα. Τα τριγλυκερίδια παραμένουν σε χαμηλά επίπεδα κατά την διαδικασία της ηπατικής αναγέννησης και αυξάνονται απότομα με την ολοκλήρωση της διαδικασίας. Γ. Στη παρούσα μελέτη ο κλασσικός δείκτης ανάκαμψης της ηπατικής λειτουργίας (αλβουμίνη) δεν φάνηκε να είναι ευαίσθητος, τόσο σε σχέση με τα ολικά λευκώματα όσο και με τα κυκλοφορούντα λιπίδια. Δ. Η ισχαιμική προετοιμασία του ήπατος προστατεύει το πειραματόζωο από συσσώρευση τριγλυκεριδίων και χοληστερόλης στο πλάσμα ενώ παράλληλα προκαλεί αύξηση των επιπέδων HDL στο πλάσμα. Η προστατευτική δράση της ισχαιμικής προετοιμασίας μπορεί να εμπλέκει την τροποποίηση του μεταβολισμού των λιπιδίων. Συνοπτικά ο μεταβολισμός των λιπιδίων μεταβάλλεται σε καταστάσεις ηπατικού stress και κατά τη διάρκεια της ηπατικής αναγέννησης. Αφού τα λιπολυτικά ένζυμα ανακάμπτουν ταχύτατα και δεν παρουσιάζουν διακυμάνσεις κατά την περίοδο αυτή μπορεί να υποτεθεί ότι ο μεταβολισμός των λιπιδίων έχει ένα σημαντικό ρόλο στην αρχική φάση της ηπατικής αναγέννησης. Η χοληστερόλη μπορεί να αποτελέσει δείκτη ανάκαμψης της ηπατικής λειτουργίας ενώ η απότομή αύξηση των τριγλυκεριδίων σηματοδοτεί την ολοκλήρωση της ηπατικής αναγέννησης.