Η επίδραση της αυξημένης πίεσης άρδευσης των στεφανιαίων αρτηριών στο φαινόμενο της μη επαναρροής (no reflow) και την έκταση του αιμορραγικού εμφράκτου σε πειραματικό μοντέλο ισχαιμίας-επαναιμάτωσης

Abstract

Background: “No reflow” phenomenon is defined as incomplete reperfusion of the microvascular bed, after an ischemic insult, despite adequate restoration of epicardial vessel diameter. It develops post-reperfusion after acute mycardial infarction and is associated with poor prognosis and increased mortality. Considering that endothelium depdented vasodilation in coronary vessels is severely compromised during the ischemia-reperfusion period, pressure gradient between aorta and coronary microvascular bed becomes one of the main determinants of coronary flow after the ischemic insult. We hypothesized that increased reperfusion pressure may attenuate the “no reflow” phenomenon, as it could provide adequate flow to overcome the high resistance of the microvasculature within the “no reflow” zone. Thus, we investigated the effect of modestly elevated blood pressure during reperfusion on the extent of “no reflow” area, the infarct size and myocardial hemorrhage in a porcine model of ischemia-reperfusion.Methods: Eighteen farm pigs, weighing 25-35 kg, underwent acute myocardial infarction by occlusion of the anterior descending coronary artery for 1 hour, followed by 2 hours of reperfusion. Just prior to reperfusion, animals were randomized into 2 groups: in group 1 (control group, n=9), no intervention was performed. In group 2 (n=9), aortic pressure was increased by ~20% (compared to ischemia) by partial clamping of the ascending aorta, during reperfusion phase. Following 2 hours of reperfusion, dyes thioflavin S and gentian violet were infused to trace areas at risk, and “no reflow” and animals were euthanized by electrical fibrillation of the heart. Heart was explanted and the left ventricle was separated and sectioned into 1 cm thick short-axis slices. Areas at risk, and “no reflow” and infarct size were traced and measured and macroscopic hemorrhage was detected.Results: Partial clamping of the ascending aorta resulted in modest elevation of blood pressure during reperfusion. Mean mean blood pressure (MBP) during the reperfusion phase was 79.6±17.5mm Hg in group 1 and 105.8±8.1mmHg in group 2 (p=0.03). The area at risk did not differ between the two groups. The “no reflow” area was significantly increased in group 2 compared to control animals (50±13% vs 37±9% of the area at risk; p=0.04). The infarcted area was significantly increased in group 2 compared to control animals (75±17% vs 52±23% of the area at risk; p=0.03). Macroscopically visible endomyocardial hemorrhage occurred more frequently in group 2 [seven cases in group 2 vs two in group 1 (p=0.04)]. Significant positive correlations were observed between systolic aortic pressure and “no reflow” area, between systolic aortic pressure and infarcted area and between infarcted area and “no reflow” area during reperfusion.Conclusions: Modestly elevated blood pressure during reperfusion is associated with an increase in “no reflow” area, in infarct size and myocardial hemorrhage in a clinically-relevant porcine model of ischemia-reperfusion.

Εισαγωγή: Ως φαινόμενο μη επαναρροής ορίζεται η ατελής και ανομοιογενής επαναιμάτωση μιας περιοχής μυοκαρδίου σε επίπεδο μικροκυκλοφορίας, μετά από ένα διάστημα ισχαιμίας, παρά την αποκατάσταση της αιματικής ροής στο επικαρδικό αγγείο που την αρδεύει. Η παρουσία του φαινομένου σχετίζεται στην κλινική πράξη με αυξημένα καρδιαγγειακά συμβάματα και δυσμενή πρόγνωση. Η παθοφυσιολογία της βλάβης είναι σύμπλοκη και πολυπαραγοντική, ωστόσο η βασική διαταραχή αφορά στη βλάβη της μικροαγγειακής κυκλοφορίας συνεπεία καταστροφής των ενδοθηλιακών κυττάρων του δικτύου. Σε ένα τέτοιο δικτύο αυξημένων αγγειακών αντιστάσεων η ενδοθηλιοεξαρτώμενη αγγειοδιασταλτική ικανότητα των στεφανιαίων αγγείων έχει σοβαρά παραβλαφθεί και η κλίση πίεσης αποτελεί καθορίστικό παράγοντα για τη διατήρηση της αγγειακής ροής και της βατότητας σε επίπεδο μικροκυκλοφορίας. Υποθέτωντας ότι η αυξημένη πίεση επαναιμάτωσης μπορεί να εξασφαλίσει επαρκέστερη αιμάτωση στο παραβεβλαμένο αγγειακό δίκτυο και να περιορίσει την έκταση του φαινομένου, μελετήθηκε η επίδραση της μετρίως αυξημένης πίεσης επαναιμάτωσης στο φαινόμενο μη επαναρροής, την έκταση της μυοκαρδιακής νέκρωσης και το αιμορραγικό έμφρακτο σε πειραματικό μοντέλο ισχαιμίας- επαναιμάτωσης.Μέθοδοι: Δεκαοκτώ χοίροι σωματικού βάρους 25-35 kgr υποβλήθηκαν σε οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου (ΟΕΜ) με απολίνωση της πρόσθιας κατιούσας στεφανιαίας αρτηρίας για χρονικό διάστημα 1 ώρας, ακολουθούμενο από επαναιμάτωση διάρκειας 2 ωρών. Πριν την έναρξη της επαναιμάτωσης έγινε τυχαιοποίηση των πειραματοζώων σε δύο ομάδες. Στην ομάδα 1 (ομάδα ελέγχου, n=9) δεν πραγματοποιήθηκε καμία παρέμβαση ενώ στην ομάδα 2 η αορτική πίεση κατά την επαναιμάτωση αυξήθηκε κατά περίπου 20% , με μερική απόφραξη της ανιούσας αορτής. Με την παρέλευση των 2 ωρών επαναιμάτωσης εγχύθηκαν ειδικές χρωστικές για τον προσδιορισμό των περιοχών υπο κίνδυνο, μη επαναρροής και μυοκαρδιακής νέκρωσης και στη συνέχεια προκλήθηκε κοιλιακή μαρμαρυγή και θάνατος των πειραματοζώων. Η καρδιά αφαιρέθηκε και τεμαχίστηκε σε τμήματα πάχους 1 cm, προκειμένου να προσδιοριστούν οι περιοχές μη επαναρροής και μυοκαρδιακής νέκρωσης καθώς και η παρουσία ενδομυοκαρδιακής αιμορραγίας.Αποτελέσματα: Η μερική απόφραξη της αορτής είχε ως συνέπεια τη μέτρια αύξηση της αορτικής πίεσης κατά την επαναιμάτωση. Η μέση τιμή της μέσης αρτηριακής πίεσης καθόλη τη διάρκεια της επαναιμάτωσης διέφερε σημαντικά στις δύο ομάδες [79.6±17.5 mmHg στην ομάδα 1 και 105.8±8.1 mmHg στην ομάδα 2 (p=0.03). Η υπό κίνδυνο περιοχή δεν εμφάνισε διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων, ενώ η περιοχή μη επαναρροής βρέθηκε σημαντικά αυξημένη στην ομάδα 2 (50±13% vs 37±9% της υπό κίνδυνο περιοχής; p=0.04). Παρόμοια αυξημένη προσδιορίσθηκε και η εμφραχθείσα περιοχή της ομάδας παρέμβασης (75±17% vs 52±23% της υπό κίνδυνο περιοχής; p=0.03). Επιπλέον, η ομάδα 2 εμφάνισε στατιστικά σημαντική αύξηση της ενδομυοκαρδιακής αιμορραγίας συγκρινόμενη με την ομάδα 1 [επτά περιπτώσεις αιμορραγίας στην ομάδα περέμβασης και δύο στην ομάδα ελέγχου (p=0.04)]. Η συστολική πίεση της αορτής παρουσίασε σημαντική θετική συσχέτιση με την έκταση τόσο της μικροαγγειακής βλάβης, όσο και της εμφραχθείσας περιοχής.Συμπέρασμα: Η μετρίως αυξημένη αορτική πίεση κατά τη διάρκεια της επαναιμάτωσης μετά από ΟΕΜ συνδέεται με αύξηση της περιοχής μη επαναρροής και της έκτασης της νέκρωσης και αυξημένη επίπτωση ενδομυοκαρδιακής αιμορραγίας σε πειραματικό μοντέλο ισχαιμίας- επαναιμάτωσης.