Εφαρμογή βραχείας ισχαιμίας-επαναιμάτωσης (postconditioning) ως ισχαιμική προετοιμασία του μυοκαρδίου (preconditioning) σε πειραματική μελέτη διπλής ισχαιμίας

Abstract

Backround: The therapy of choice in an acute occluded coronary artery is the rapidrestoration of blood flow. However, a second ischemic event after restoration ofcoronary blood flow in the target vessel may occur. Cardioprotective mechanismssuch as preconditioning (PreC) and postconditioning (PostC) are known for reducinginfarct size. The aim of this study was to determine the effects of PreC and PostC,alone or in combination, on infarct size and the expression of intracellular signals indifferent ischemia models.Methods: A total of 129 male rabbits was divided into two series of 81 and 48subjects and were subjected to myocardial ischemia followed by 3-hour reperfusion.In the first series we applied 3 ischemia models [a 20‐min period (20), a 40‐minperiod (40) and two sequential 20‐min periods (20‐20)] and three types ofinterventions: no intervention (controls, C), 2 cycles of 5‐min ischemia and 10‐min reperfusion before index ischemia (PreC) and 6 cycles of 10‐sec ischemiaand 10‐sec reperfusion after index ischemia and/or between the sequentialischemic periods (PostC)] (12 groups in total). Infarct size (I) and area at risk (R)were assessed (%I/R). In the second series, samples of the myocardium weretaken for western blot analysis of the Akt kinase phosphorylation 5 minutes afterreperfusion.Results: In the first series overall, %I/R differed significantly among groups(<0.001). In control groups, C‐40 had a greater %I/R than C‐20 (p=0.006). Inintervention groups, no differences were found in %I/R. All intervention groupshad significantly lower %I/R compared to C‐40 group (p<0.001), whereas,compared to C‐20‐20 group, PreC‐20‐20, 20‐PostC‐20, 20‐PostC‐20‐PostC andPreC‐20‐20‐PostC groups had lower %I/R (all p<0.05). In the second series, thelevels of Akt kinase was increased in all groups in which a significant %I/Rreduction was achieved (p<0.05 versus all other groups), including the group 20‐20‐PostC, which showed trend to %I/R reduction compared with group C‐20‐20. Conclusions: The cardioprotective mechanisms of PreC and PostC, alone or incombination, are effective, when an ischemic insult of a given duration is appliedeither as a single or as sequential periods. A critical time duration of ischemia isneccesary for the induction of cardioprotection. Protection from eitherintervention is associated with an enhanced Akt activation, but the enhanced Aktactivation does not reflect the grade of protection.

Σκοπός: Η θεραπεία εκλογής σε μία οξέως αποφραγμένη στεφανιαία αρτηρία είναι ηταχεία αποκατάσταση της ροής του αίματος στο αγγείο και η τροφοδοσία τουμυοκαρδίου. Ωστόσο, είναι δυνατόν παρά την επιτυχή διάνοιξη του αγγείου ναακολουθήσει ένα δεύτερο ισχαιμικό επεισόδιο με πλήρη αποφράξη του αγγείου πουπροηγουμένως διανοίχθηκε και πλήρη διακοπή της αιμάτωσης του μυοκαρδίου. Ηπροϊσχαιμική (preconditioning-PreC) και μεταϊσχαιμική (postconditioning-PostC)προετοιμασία του μυοκαρδίου ανήκουν στα νεώτερα ισχαιμικά σύνδρομα τα οποίαείναι γνωστό ότι περιορίζουν τη τελικής έκταση του εμφράγματος του μυοκαρδίου.Σκοπός της μελέτης είναι η επίδραση της προϊσχαιμικής και μεταϊσχαιμικήςπροετοιμασίας του μυοκαρδίου, μεμονωμένα ή σε συνδιασμό στην τελική έκταση τουεμφράγματος, καθώς και η ενεργοποίηση των ενδοκυττάριων σημάτων σεδιαφορετικά μοντέλα παρατεταμένης ισχαιμίας και επαναιμάτωσης.Υλικά-Μέθοδος: Συνολικά χρησιμοποίηθηκαν 129 αρσενικοί λευκοί κόνικλοι ΝέαςΖηλανδίας, οι οποίοι χωρίστηκαν σε δύο σειρές των 81 και 48 ζώων αντίστοιχα καιυποβλήθηκαν σε τοπική ισχαιμία του μυοκαρδίου, η οποία ακολουθείτο από 3ωρηεπαναιμάτωση. Η πρώτη σειρά ζώων υποβλήθηκε σε 3 διαφορετικές χρονικέςπεριόδους ισχαιμίας [μία 20λεπτη διάρκειας ισχαιμία (20), μία 40λεπτη διάρκειαςισχαιμία (40) και 2 διαδοχικές 20λεπτες περιόδους ισχαιμίας (20-20)] και σε τρειςδιαφορετικούς χειρισμούς: κανενός είδους χειρισμός (ομάδα ελέγχου), 2 κύκλους5λεπτης ισχαιμίας και 10λεπτης επαναιμάτωσης πριν από το μείζον ισχαιμικόεπεισόδιο (PreC) και 6 κύκλους διάρκειας 10 δευτερολέπτων ισχαιμίας και 10δευτερολέπτων επαναιμάτωσης μετά ή ενδιάμεσα του μείζονος ισχαιμικού επεισοδίου(PostC), το σύνολο 12 ομάδες ζώων. Η έκταση του εμφράγματος (Ι) και η ισχαιμικήπεριοχή (R) εκφράστηκαν ως επί τοις εκατό ποσοστό (%Ι/R). Στη δεύτερη σειράπειραμάτων, ελήφθησαν δείγματα μυοκαρδιακού ιστού στο πέμπτο λεπτό τηςεπαναιμάτωσης για ανάλυση με Western Blot και προσδιορισμό της φωσφορυλίωσηςτης κινάσης Akt.Αποτελέσματα: Στην πρώτη σειρά πειραμάτων το επί τοις εκατό ποσοστό τουεμφράγματος (%Ι/R) διέφερε σημαντικά ανάμεσα στις ομάδες των πειραματοζώων(p<0.001). Μεταξύ των ομάδων ελέγχου, η C-40 κατέγραψε την μεγαλύτερη έκταση %Ι/R σε σχέση με την ομάδα C-20 (p=0.006). Μεταξύ των ομάδων που εφαρμόστηκεκαρδιοπροστατευτικός χειρισμός δεν παρατηρήθηκε διαφορά στο %Ι/R. Όλες οιομάδες μετά από καρδιοπροστατευτικό χειρισμό εμφάνισαν μικρότερο %Ι/R σεσχέση με την ομάδα ελέγχου C-40 (p<0.001), ενώ σε σχέση με την ομάδα C-20-20 οιομάδες PreC-20-20, 20-PostC-20, 20-PostC-20-PostC και PreC-20-20-PostCκατέγραψαν μικρότερο %Ι/R (p<0.05).Στη δεύτερη σειρά πειραμάτων καταγράφηκε αύξηση των επιπέδων τηςμυοκαρδιακής Akt κινάσης σε όλες τις ομάδες που είχαν σημαντική μείωση τουεμφράγματος (p<0.05 σε σύγκριση με τις υπόλοιπες ομάδες), συμπεριλαμβανομένηςκαι της ομάδας 20-20-PostC, που καταγράφηκε τάση προς μείωση του %Ι/R σεσύγκριση με την ομάδα C-20-20.Συμπέρασμα: Οι καρδιοπροστατευτικοί μηχανισμοί PreC και PostC μεμονωμένα ήσε συνδιασμό είναι αποτελεσματικοί στον περιορισμό της έκτασης του εμφράγματοςτου μυοκαρδίου, όταν ένα ισχαιμικό επεισόδιο εξελίσσεται σε μία ή δύο διαδοχικέςπεριόδους. Η εμφάνιση καρδιοπροστασίας από το PreC και το PostC προϋποθέτει μίακρίσιμη διάρκεια ισχαιμίας. Η προστασία κάθε χειρισμού συνοδεύεται από αυξημένηενεργοποίηση της ενδοκυτταρίου κινάσης Akt, χωρίς όμως η ενεργοποίηση αυτή ναταυτίζεται με το μέγεθος της παρεχόμενης προστασίας.