Μετισχαιμική προετοιμασία (postconditioning) σε φυσιολογικούς και ωοθηκεκτομηθέντες κονίκλους

Abstract

Primary reperfusion therapy in patients with acute myocardial infarction is the standard of care, limiting infarct size and reducing mortality. Paradoxically, this restoration of coronary flow can also contribute to cardiac damage and complications, reffered to as reperfusion injury.The myocardium possesses adaptive mechanisms that render it more resistant to potentially lethal ischemia. Postconditioning represents phenomenon in which a series of brief episodes of ischemia are performed just at the onset of reperfusion following a prolonged ischemic insult. Since the incidence of coronary heart disease in females changes with the menopausal status, ovarian hormones are believed to protect female hearts from coronary heart disease but clinical investigations failed to demonstrate the usefulness of estrogen replacement therapy in postmenopausal females. We studied the postconditioining effect in female rabbit. They were subjected to the following protocol: 30 min ischemia of the heart and three hours of reperfusion. For ischemically postconditioning hearts, six cycles of 10 sec ischemia foolowed by 10 sec reperfusion were performed. The rabbits were divided into four experimental groups : 1) control female hearts, without postconditioning (FemC) 2) Female postconditioned hearts (FemPost), 3) Female ovariectomized without postconditioning (OvFem) and 4) Female ovariectomized with postconditioning (OvPostc). Another serie of same groups underwent endomyocardial biopsy in the first reperfusion minute for ERKs, p38-MAPK and AKt estimation. All hearts were excised, the coronary snare was retightened and 2- to 9- μm fluorescent microspheres ( Duke Scientific, Palo Alto, California) were infused for 3-5 minutes to delineate the area at risk as the nonfluorescent myocardial region. Hearts were frozen for approximately a day at -20oC, were sliced into 3mm transverse slices from the apex to the base and then were incubated for 20min in 1% triphenyltetrazolium chloride solution ( pH 7.4, 37oC) . The slices were introduced in 10% formaldehyde solution for 24-48h to delineate the infracted areas. The borders between fluorescent and nonfluorescent regions were marked under ultraviolet light (wavelength 366 nm). Infarct and risk zone areas were planimetered (Scion Image Program) with the aid of a scanner (Abode Photoshop 6.0), and volumes calculated by multiplying by the slice thickness (3mm). Infarct size and risk area volumes were expressed as cm3 and the infarct size is presented as a percent of risk zone (I/R).The infarct size was reduced only in OvFemPost group (25.3±2.7%, vs 48.05± 2% in FemC and 55.1±2.7% in Postc groups respectively, p<0.05). The phosphorylation of ERKs, p38-MAPK, and AKT in the ischemic region of the heart, was significantly higher in the protected OvxPostc group. We conclude that the ineffectiveness of Postc to reduce the infarct size in anesthetized female rabbits is restored after ovariectomy probably via the RISK pathway. Hormonal status seems to interfere with alterations in intracellular signaling.

Το φαινόμενο της μετισχαιμικής προστασίας (Postconditioning) συνίσταται στην εφαρμογή επεισοδίων ισχαιμίας-επαναιμάτωσης αμέσως μετά την παρατεταμένη ισχαιμία. Πολλές μελέτες πειραματικές και κλινικές έχουν αποδείξει την προστασία που παρέχεται με την εφαρμογή του στην μείωση του μεγέθους του εμφράγματος και την βελτίωση της καρδιακής λειτουργίας. Στην μελέτη μας έγινε προσπάθεια μελέτης προστασίας του φαινομένου, χρησιμοποιώντας δύο πληθυσμιακές ομάδες από τέσσερις υποομάδες πειραματοζώων. Η πρώτη ομάδα με τις ακόλουθες τέσσερις υποοομάδες πειραματοζώων στα οποία έγινε υπολογισμός της εμφραγματικής περιοχής.1.Μία ομάδα ελέγχου, θηλυκοί κόνικλοι (FemC)- 8 πειραματόζωα, 2.Oμάδα στην οποία εφαρμόστηκε το φαινόμενο Postconditioning ως έξι κύκλοι 10 δευτερολέπτων ισχαιμίας/ 10 δευτερολέπτων επαναιμάτωσης (Postconditioning) και τρεις ώρες επαναιμάτωσης αμέσως μετά την εφαρμογή του Postconditioning (FemPost)- 6 πειραματόζωα, 3.Ομάδα ωοθηκεκτομηθέντων κονίκλων στους οποίους εφαρμόστηκε ισχαιμία και επαναιμάτωση τέσσερις εβδομάδες μετά την ωοθηκεκτομή (OvFem)- 8 πειραματόζωα και4.Ομάδα πειραματοζώων ωοθηκεκτομηθέντων στα οποία εφαρμόστηκε ισχαιμία και το φαινόμενο Postconsditioning (OvPostc) – 8 πειραματόζωα.Mία δεύτερη σειρά πειραματοζώων ίδιων ομάδων (4 ίδιες ομάδες) υποβλήθηκαν σε λήψη ιστών μυοκαρδίου κατά το 1ο λεπτό της επαναιμάτωσης μετά από ταχεία αφαίρεση της καρδιάς και την τοποθέτησή τους σε υγρό άζωτο και φύλαξη σε -700 C με σκοπό τον προσδιορισμό των ERΚs, p38-MAPK και Akt κινασών. Τα αποτελέσματα της μελέτης ανέδειξαν καρδιοπροστασία μέσω της μείωσης του μεγέθους του εμφράγματος του μυοκαρδίου στα θηλυκά ωοθηκεκτομηθέντα πειραματόζωα στα οποία εφαρμόστηκε το φαινόμενο ενώ στα μη ωοθηκεκτομηθέντα η προστασία ήταν μικρότερη. Στα θηλυκά πειραματόζωα στα οποία δεν έγινε ωοθηκεκτομή ούτε το postconditioning, η καρδιοπροστασία ήταν η μικρότερη δυνατή. Φαίνεται λοιπόν ότι το Postconditioning προσφέρει προστασία σε θηλυκά πειραματόζωα μόνο αν είναι ωοθηκεκτομηθέντα. Έτσι διαφαίνεται ο πιθανός μηχανισμός της προστασίας του φαινομένου να εξαρτάται από την συγκέντρωση των οιστρογόνων. Η μεγάλη συγκέντρωσή τους πιθανόν αναιρεί την προστασία του φαινομένου. Η δράση του φαινομένου είναι λοιπόν προστατευτική όταν η συγκέντρωση των οιστρογόνων είναι χαμηλή και ο μηχανισμός φαίνεται να σχετίζεται με την οδό των RISK κινασών αφού όπως αποδείχθηκε, αυξήθηκε η φωσφορυλίωση των κινασών ERK, p38-MAPK, και Akt στα πειραματόζωα με την μικρότερη εμφραγματική περιοχή.