Βλάβη του ηπατικού παρεγχύματος μετά από ισχαιμία-επαναιμάτωση και η χρήση αντιοξειδωτικών παραγόντων

Abstract

BACKGROUND: The hepatic ischemia-reperfusion injury is a significant clinical problem, responsible for the organ dysfunction or even viality, influencing many other remote organs, as the intestine, the kidney and the lung. In liver surgery, there are clinical situations in which the ischemic periods can be particularly long, such as during hepatic resections, management of hepatic trauma, transplantation. The sever liver injury-reperfusion can lead to liver but even to multiple organ failure. Several substances have been tried for their protective properties, regarding the hepatic parenchyma. Among them are the flavonoids, known for their antioxidant and anti inflammatory properties. The aim of this experimental study was to investigate the role of apigenin on apoptotic pathways implicated in liver, intestine, kidney and lung, in an experimental model of hepatic ischemia-reperfusion in rats. MATERIAL AND METHODS: Forty eight Wistar type rats, aged between 14-16 weeks and weighing 220-350gr were used. They were all subjected to hepatic ischemia by occlusion of the hepatic artery and portal vein for 45 minutes. Apigenin was administrated intraperitoneally and reperfusion was followed for 60, 120 and 240 minutes (three groups). The same number of rats was used as controls groups subjected only to ischemia and reperfusion for the respective times. The animals were euthanized and liver tissues were used for the detection of apoptosis by TUNEL assay and caspase-3, and for detection and expression analysis of Fas, FasL, Bcl-2 and Bax genes by real time PCR. Apoptosis in intestine, kidney and lung tissues were also detected by immunochemistry, using TUNEL and caspase-3. In addition, density and height of intestinal villi in intestine tissues were morfometrically analyzed and evaluated.RESULTS: Apoptosis was significantly increasing in liver, intestine, kidney and lung tissues during the reperfusion. Detection of apoptosis and the expression analysis of Fas, FasL Bcl-2 and Bax genes proved an increase of apoptosis, especially in the groups of 240 minutes of reperfusion. It was in the same groups that apigenin inhibited apoptosis proved both, directly, by TUNEL and caspase-3 antibodies, as through the decrease of Fas, FasL and Bax and the increase of Bcl-2 anti-apoptotic protein. Apigenin demonstrated a protective effect on liver tissue, but not only. It was in the same point that apigenin also protected the intestinal mucosa, the renal and the pulmonary parenchyma. CONCLUSIONS: The effects of apigenin in the Fas/FasL mediated pathway of apoptosis, in the hepatic ischemia-reperfusion seem to be encouraging. Apigenin’s protective effect was not limited up to liver. Apigenin also protected distal organs as intestine, kidney and lung by apoptosis.

ΣΚΟΠΟΣ: Η βλάβη ισχαιμίας- επαναιμάτωσης στο ήπαρ αποτελεί μείζον κλινικό πρόβλημα, καθώς επηρεάζει τη λειτουργικότητα και τη βιωσιμότητα του ήπατος αλλά και άλλων απομακρυσμένων οργάνων, όπως του εντέρου, του νεφρού και του πνεύμονα. Στη χειρουργική ήπατος, η περίοδος ισχαιμίας μπορεί να είναι ιδιαίτερα παρατεταμένη, ειδικά κατά την εκτομή ηπατικών όγκων, την αντιμετώπιση εκτεταμένων ηπατικών τραυμάτων ή κατά τη διαδικασία μεταμόσχευσης του οργάνου. Η εμπλοκή και άλλων οργάνων μπορεί να οδηγησεί από την ηπατική δυσλειτουργία σε ένα επικίνδυνο σύνδρομο ανεπάρκειας πολλαπλών οργάνων, δυνητικά καταστροφικό για τον ασθενή. Αυτό οδήγησε στη μελέτη διαφόρων παραγόντων οι οποίοι θα μπορούσαν να αποδειχθούν προστατευτικοί για το ηπατοκύτταρο αλλά και για τα λοιπά όργανα, μεταξύ των οποίων και των φλαβονοειδών, γνωστών για τις αντιοξειδωτικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητές τους. Σκοπός της μελέτης ήταν η μελέτη της επίδρασης της απιγενίνης στην αποπτωτική διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο ήπαρ, στο έντερο, στον νεφρό και στον πνεύμονα, σε ένα πειραματικό μοντέλο ισχαιμίας-επαναιμάτωσης ήπατος σε επίμυες.ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ: Χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 48 αρσενικοί αλβίνοι επίμυες τύπου Wistar, ηλικίας 14-16 εβδομάδων και βάρους 220-350gr. Σε όλα τα πειραματόζωα προκλήθηκε ηπατική ισχαιμία με πλήρη αποκλεισμό της ηπατικής αρτηρίας και της πυλαίας φλέβας για 45 λεπτά. Αμέσως μετά, χορηγήθηκε απιγενίνη ενδοπεριτοναϊκά και ακολούθησε επαναιμάτωση του ήπατος για 60, 120 και 240 λεπτά. (τρεις ομάδες). Υπήρξε ισότιμος αριθμός πειραματόζωων (24) τα οποία ως ομάδες ελέγχου υποβλήθηκαν μόνο σε ισχαιμία και σε αντίστοιχα χρονικά διαστήματα επαναιμάτωσης. Ακολούθησε ευθανασία των πειραματόζωων και λήφθηκαν ιστοτεμάχια ήπατος, εντέρου και νεφρού. Στο ήπαρ έγινε ανοσο-ϊστοχημικός έλεγχος της απόπτωσης με τη μέθοδο TUNEL και με τη χρήση του μονοκλωνικού αντισώματος της κασπάσης-3 και ανίχνευση της μοριακής έκφρασης των πρωτεινών Fas, FasL, Bcl-2 και Bax με την τεχνική της real time PCR. Στο έντερο, στον νεφρό και στον πνεύμονα έγινε, επίσης, ανοσοϊστοχημικός έλεγχος της απόπτωσης με τη μέθοδο TUNEL και με τη χρήση του μονοκλωνικού αντισώματος της κασπάσης-3. Επιπρόσθετα, στο έντερο πραγματοποιήθηκε μορφομετρική ανάλυση του αριθμού και του ύψους των εντερικών λαχνών.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Κατά τη διάρκεια της επαναιμάτωσης ο βαθμός της απόπτωσης στο ήπαρ, στο έντερο, στον νεφρό και στον πνεύμονα αυξήθηκε σημαντικά, με τη μεγαλύτερη αύξηση να παρατηρείται στις τέσσερις ώρες μετά την επαναιμάτωση. Σε αυτό ακριβώς το χρονικό διάστημα, η απιγενίνη αποδείχθηκε προστατευτική για το ηπακύτταρο, μειώνοντας τη συγκέντρωση του διαμεμβρανικού υποδοχέα Fas, του μορίου συνδέτη FasL και της προ-απτοτωτικής πρωτεϊνης Bax και αυξάνοντας την αντι-αποπτωτική πρωτεϊνη Bcl-2. Στο ίδιο αυτό χρονικό διάστημα εμφάνισε και τη μεγαλύτερη προστατευτική της δράση, τόσο στο έντερο, όσο και στον νεφρό και στον πνεύμονα, προστατεύοντας τον εντερικό βλεννογόνο, το νεφρικό και το πνευμονικό παρέγχυμα από τη διαδικασία της απόπτωσης.ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Τα αποτελέσματα της επίδρασης της απιγενίνης στην ισχαιμία-επαναιμάτωση του ήπατος, μέσω του μηχανισμού της απόπτωσης, φαίνεται να είναι ενθαρρυντικά. Η προστατευτική δράση της απιγενίνης δεν περιορίζεται μόνο στο ήπαρ που υπόκειται σε ισχαιμία- επαναιμάτωση αλλά επεκτείνεται και στα απομακρυσμένα όργανα τα οποία βλάπτονται.