Οι κυτταρικές μεταβολές του P13 και ER κινασών στο μυοκάρδιο κατά τις μετισχαιμικές προστατευτικές παρεμβάσεις

Abstract

Preconditioning has shown the most robust and potent intervention of endogenouscardioprotection from ischemia/reperfusion (I/R) injury. Despite its powerfulprotective effects, the fact that it has to be administrated before the onset of ischemiahas been rather disappointing, as it minimized the clinical applicability of thisintervention. Postconditioning is a time-sensitive cardioprotective strategy induced bybrief repetitive interruptions in blood flow applied at the onset of reperfusion.The factthat it requires no fore-knowledge of an ischemic event, gives us the benefit ofclinical applicability of this intervention.In this study, we questioned the best relationship between the duration and the cyclesof repetitive ischemia-reperfusion (postconditioning) that induce the best result inreducing the infract size in the ischemic heart in anaesthetized rabbits.All animals were subjected to 30min of regional ischemia of the heart and 3h ofreperfusion with the following interventions starting 30s after the end of indexischemia: Control group: no intervention 2/10 PoC group: 2 cycles of 10s of ischemia and 10s reperfusion 2/30 PoC group: 2 cycles of 30s of ischemia and 30s reperfusion 4/10 PoC group: 4 cycles of 10s of ischemia and 10s reperfusion 4/30 PoC group: 4 cycles of 30s of ischemia and 30s reperfusion 6/10 PoC group: 6 cycles of 10s of ischemia and 10s reperfusion 6/30 PoC group: 6 cycles of 30s of ischemia and 30s reperfusion 8/10 PoC group: 8 cycles of 10s of ischemia and 10s reperfusion 8/30 PoC group: 8 cycles of 30s of isc hemia and 30s reperfusionIn the first series of experiments, after the end of reperfusion, hearts were excised forinfarct size measurement.In a second series of experiments, eight animals respective to all the series groupswere subjected to the same protocol up to the 10th min after the last intervention,where the hearts were quickly excised for kinases assessment.It is unknown whether the ischemic period, the reperfusion period or the number ofcycles is the critical factor in postconditioning. The appropriate algorithm inpostconditioning is an open issue with divergent results in the literature and the possible combination of number of cycles and duration of the short ischemic andreperfusion periods is virtually infinite.It it generally shown that applying these brief episodes at the onset of reperfusion, inthe first minute, in short duration periods of ischemia/reperfusion is cardioprotective.This phenomenon exerts its protective effects through the recruitment of prosurvivalkinases such as PI3Κ/AKT and the p42/p44 (ERK1/2) pathways.

Μετά από την εκτεταμένη έρευνα γύρω από γύρω από την ισχαιμική προετοιμασία (ischemic preconditioning), ως καρδιοπροστατευτικός μηχανισμός,ένας νέος μηχανισμός προστασίας της καρδιάς, στον οποίο δόθηκε η ονομασία“ischemic postconditioning”, περιγράφεται με ελπιδοφόρα αποτελέσματα. Ο νέος αυτός μηχανισμός προστασίας της καρδιάς, στον οποίο δόθηκε η ονομασία“postconditioning”, έχει περιγραφεί με ελπιδοφόρα αποτελέσματα. Το φαινόμενο αυτό αναφέρεται σε μετισχαιμικές παρεμβάσεις στο μυοκάρδιο. Συγκεκριμένα, στοτέλος της παρατεταμένης ισχαιμίας – μέσα στο πρώτο λεπτό δηλαδή της επαναιμάτωσης – εφαρμόζονται πολύ μικρής διάρκειας κύκλοι ισχαιμίας –επαναιμάτωσης, οι οποίοι και φαίνεται να προκαλούν μείωση της εμφραγματικής περιοχής του μυοκαρδίου. Επειδή οι παρεμβάσεις αυτές προκαλούνται μετά το τέλος της παρατεταμένης ισχαιμίας, το postconditioning έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να εφαρμοστεί κλινικά.Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι να βρεθεί ο αριθμός των κύκλων του postconditioning και η χρονική διάρκεια των κύκλων αυτών, που προστατεύουν το ισχαιμικό μυοκάρδιο σε φυσιολογικούς κονίκλους.Τα πειραματόζωα είναι χωρισμένα σε εννέα ομάδες. Όλα εκτίθενται σε 30 λεπτά ισχαιμία και ακολουθεί επαναιμάτωση διάρκειας 3 ωρών με τις ακόλουθες παρεμβάσεις που ξεκινούν 30 s μετά την παρατεταμένη ισχαιμία: Ομάδα control: χωρίς παρέμβαση Ομάδα 2/10 PoC: 2 κύκλοι των 10 s ισχαιμίας και 10 s επαναιμάτωσης Ομάδα 2/30 PoC: 2 κύκλοι των 30 s ισχαιμίας και 30 s επαναιμάτωσης Ομάδα 4/10 PoC: 4 κύκλοι των 10 s ισχαιμίας και 10 s επαναιμάτωσης Ομάδα 4/30 PoC: 4 κύκλοι των 30 s ισχαιμίας και 30 s επαναιμάτωσης Ομάδα 6/10 PoC: 6 κύκλοι των 10 s ισχαιμίας και 10 s επαναιμάτωσης Ομάδα 6/30 PoC: 6 κύκλοι των 30 s ισχαιμίας και 30 s επαναιμάτωσης Ομάδα 8/10 PoC: 8 κύκλοι των 10 s ισχαιμίας και 10 s επαναιμάτωσης Ομάδα 8/30 PoC: 8 κύκλοι των 30 s ισχαιμίας και 30 s επαναιμάτωσηςΣτην πρώτη σειρά πειραμάτων, μετά το πέρας των τριών ωρών η καρδιάαπομακρύνεται με σκοπό την εύρεση της έκτασης της εμφραγματικής περιοχής. Σε μια δεύτερη σειρά ζώων γίνεται μελέτη της ενζυμικής δράσης στην προστασία του μυοκαρδίου, με λήψη μέρους του ισχαιμικού ιστού στο δέκτο λεπτό της επαναιμάτωσης.Η εφαρμογή μετισχαιμικής προστασίας μετά το τέλος της παρατεταμένης ισχαιμίας έχει σαν αποτέλεσμα έστω και μια μικρή μείωση της έκτασης της εμφραγματικής περιοχής σε σχέση με τα πειραματόζωα τα οποία δεν είχαν υποστεί καμία παρέμβαση. Η αύξηση του αριθμού των κύκλων οδηγεί σε μείωση της έκτασης του εμφράγματος, ενώ η διάρκεια των 10 ή των 30 δευτερολέπτων στον ίδιο αριθμό κύκλων δεν παρουσιάζει ιδιαίτερες διακυμάνσεις. Η εφαρμογή των μετισχαιμικών παρεμβάσεων μετά από ισχαιμία του μυοκαρδίου έχει μελετηθεί σε διαφορετικά πρωτόκολλα στη βιβλιογραφία σχετικά με τη χρονική διάρκεια αυτών, αλλά και των κύκλων ισχαιμίας/επαναιμάτωσης που εφαρμόζεται. Γενικά φαίνεται ότι τοποθετώντας τα σύντομα αυτά ισχαιμικά επεισόδια μέσα στο πρώτο λεπτό της επαναμάτωσης σε μικρές περιόδους από 10 έως 60 δευτερόλεπτα, χωρίζόμενα από ίδιας διάρκειας μικρές περιόδους επαναιμάτωσης, μειώνουν το μέγεθος του εμφράγματος συγκριτικά με τα πειράματα control. Ο μηχανισμός δράσης του φαινομένου σχετίζεται με το σηματοδοτικό μονοπάτι των RISK κινασών, αφού παρατηρείται φωσφορυλίωση αυτών.