Επίδραση του διαλύματος γλυκόζης - ινσουλίνης - καλίου (GIK) επί του φαινομένου μη απορροής ( No Reflow) σε πειραματικό πρότυπο ισχαιμίας - επαναιμάτωσης του μυοκαρδίου

Abstract

Early reperfusion by thrombolytic therapy or angioplasty is now widely used to limit infarct size, preserve left ventricular function and improve survival in patients with acute myocardial infarction. Although restoration of blood flow to previously ischemic tissue does occur after reperfusion, limited myocardial perfusion is observed in some parts of the injured territory. This is called no reflow phenomenon, represents a form of reperfusion injury, consists a predictor of poor myocardial functional recovery and promotes post infarction cardiovascular complications. It is well known from previous clinical and experimental studies that the glucose-insulin-potassium infusion exerts beneficial effects to the ischemic myocardium. In this study, we examined the effects of GIK (Glucose 0,3 gr/ml, Insulin 0,05 U/ml, Κ+ 0,08 mmol/ml) to the extent of the no reflow phenomenon in a porcine ischemia-reperfusion model.Twenty four (24) pigs, weighting 25-34 kgr were anesthetized, intubated and ventilated with a respirator. The heart was exposed by a thoracotomy and mid sternotomy and the proximal left anterior descending artery (LAD) was isolated distal to the first diagonal branch and occluded with a surgical snare for one hour. The release of the occlusion was followed by a two hour reperfusion period. Ten minutes before the release οf the οcclusion, the pigs were randomized into two groups. Group 1 (n=14) received normal saline solution (NaCl 0,9%) at a rate of 2 ml/kgr/hour while group 2 (n=10) received GIK solution at the same rate. Five experiments, three from group1, and two from group 2 were not evaluated.Blood gases, systemic arterial pressure and electrocardiograph were monitored throughout the experimental protocol. The hemodynamic variables systolic blood pressure (SBP), mean arterial pressure (MAP), left atrial pressure (LAP), right atrial pressure (RAP) and heart rate (HR) were recorded before the induction of ischemia, during the ischemia period and during the reperfusion period (Figure 7) and the double product (SBP x HR) as an indicator of myocardial oxygen consumption was calculated. The serum concentrations of K+, Na+ and Glucose were also determined at the same intervals. After completion of the experimental protocol, the no reflow area was delineated by intra-atrial injection of the fluorescent dye thioflavin S. After reocclusion of LAD, gentian blue was injected into the left atrium to determine the area at risk. Then the heart was extracted, the left ventricle was separated from the right ventricle and the atrials, was sliced in 6-8 slices at 1 cm intervals, parallel to antrioventricular groove and each of the slices was weighted. Τhe slices were then placed in trifenyl tetrazolium chloride (1% dilution for 20 minutes) to determine infarcted myocardium.The outlines of the area at risk (unstained by gentian blue), infarcted area (not stained red) and no reflow area (dark areas under UV light) were then defined in each side of the slices and were traced on transparencies. The areas were determined by planimetry of the tracings by an observer blinded to the treatment groups using a computerized program. The myocardium at risk as percentage of the left ventricle, the infarcted myocardium as percentage of the myocardium at risk and the no reflow phenomenon as percentage of the myocardium at risk were then calculated.The hemodynamic variances and the serum concentration of the electrolytes Sodium and Potassium were similar between the two groups during the experimental protocol. The area at risk was similar in both groups as well. The group that received GIK had increased concentration of blood glucose during reperfusion which was expected, considering the dosage of GIK solution and the low weight of the animals. No difference of the infarcted myocardium as percentage of the myocardium at risk was found. Νo reflow phenomenon, as percentage of the myocardium at risk, was found significantly lower in the group that GIK solution was administered in comparison with the control group (41,49±9,21% vs 61,26±19,15%, p=0,009). These findings suggest that the intravenous administration of GIK during reperfusion period, reduces no reflow phenomenon without affecting infarcted myocardium, ιn the ischemic zone in the porcine ischemia-reperfusion preparation.

Η έγκαιρη επαναιμάτωση (φαρμακευτική ή επεμβατική) εφαρμόζεται σήμερα ευρέως για τη μείωση της έκτασης του εμφράγματος του μυοκαρδίου, τη διατήρηση της καρδιακής λειτουργίας και τη βελτίωση της επιβίωσης ασθενών με οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου. Σε ορισμένα ωστόσο τμήματα της περιοχής ισχαιμίας, η ιστική αιμάτωση δεν αποκαθίσταται, παρά την αποκατάσταση της βατότητας του υπεύθυνου επικαρδιακού στεφανιαίου αγγείου. To γεγονός αυτό, που έλαβε την ονομασία Νο Reflοw φαινόμενο (φαινόμενο μη απορροής, φαινόμενο μη επαναρροής), αντικατοπτρίζει τις αλλοιώσεις της μικροκυκλοφορίας που αναπτύσσονται κατά την επαναιμάτωση αν και έχουν ως βάση την ισχαιμική βλάβη του μυοκαρδίου και αποτελούν ένδειξη φτωχής λειτουργικής αποκατάστασης και αυξημένων κλινικών επιπλοκών.Είναι γνωστό, από πολλές κλινικές και πειραματικές μελέτες, ότι το διάλυμα γλυκόζης-ινσουλίνης-καλιου (GIK) επιδρά ευεργετικά στο ισχαιμικό μυοκάρδιο. Στην παρούσα μελέτη, διερευνήθηκε η επίδραση του διαλύματος GIK (Γλυκόζη 0,3 gr/ml, Ινσουλίνη 0,05 U/ml, Κάλιο 0,08 mmol/ml) στην έκταση του φαινομένου No Reflow όταν χορηγήθηκε κατά την επαναιμάτωση, σε χοίρειο πειραματικό πρότυπο ισχαιμίας-επαναιμάτωσης.Εικοσιτέσσερα (24) πειραματόζωα (χοίροι), βάρους 25-34 kgr αναισθητοποιήθηκαν, διασωληνώθηκαν και συνδέθηκαν με αναπνευστήρα όγκου. Στη συνέχεια, υποβλήθηκαν σε μέση στερνοτομή, διάνοιξη του περικαρδίου και παρασκευή της πρόσθιας κατιούσας στεφανιαίας αρτηρίας (ΠΚΣΑ). Ακολουθούσε περίοδος ισχαιμίας, με απολίνωση της ΠΚΣΑ για 60 λεπτά και περίοδος επαναιμάτωσης με λύση της απολίνωσης διάρκειας 120 λεπτών. Δέκα λεπτά πριν από την λύση της απολίνωσης, τα πειραματόζωα τυχαιοποιούνταν σε δύο ομάδες. Στην ομάδα 1 (n=14), χορηγήθηκε διάλυμα NaCl 0,9% με ρυθμό χορήγησης 2 ml/kgr/hour ενώ στην ομάδα 2 (n=10), χορηγήθηκε το διάλυμα GIK με τον ίδιο ρυθμό χορήγησης. Πέντε πειράματα, τρία της ομάδας 1 και δύο της ομάδας 2 δεν ολοκληρώθηκαν.Η αιμοδυναμική κατάσταση των πειραματόζωων, τα αέρια αίματος και το ηλεκτροκαρδιογράφημα παρακολουθούνταν συνεχώς σε όλη τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας. Η συστολική αρτηριακή πίεση (ΣΑΠ), η μέση αρτηριακή πίεση (ΜΑΠ), η μέση πίεση αριστερού (ΜΠΑΚ) και δεξιού κόλπου (ΜΠΔΚ) και η καρδιακή συχνότητα (ΚΣ) καταγράφονταν πριν από την έναρξη τoυ πρωτοκόλλου και ανά 15 λεπτά κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας και της επαναιμάτωσης (Σχήμα 6). Στα αντίστοιχα διαστήματα προσδιορίζονταν επίσης οι τιμές των ηλεκτρολυτών Κ+, Νa+ και της γλυκόζης πλάσματος. Υπολογίζονταν ακόμη το διπλό γινόμενο ως δείκτης κατανάλωσης οξυγόνου από το μυοκάρδιο.Με την λήξη της επαναιμάτωσης, χορηγούνταν από τον αριστερό κόλπο, αρχικά διάλυμα θειοφλαβίνης για τον υπολογισμό του φαινομένου Νο Reflow και μετά από απολίνωση της ΠΚΣΑ, διάλυμα κυανού του μεθυλενίου για τον υπολογισμό της περιοχής ισχαιμίας. Ακολουθούσε θανάτωση του ζώου, εξαγωγή της καρδιάς και τεμαχισμός της αριστερής κοιλίας σε 6-8 τεμάχια. Στη συνέχεια, γινόταν η οριοθέτηση της περιοχής ισχαιμίας (περιοχή που δεν χρωματίστηκε από το διάλυμα ιώδους της γεντιανής), της νεκρωμένης περιοχής (μετά από εμβάπτιση των τεμαχίων σε διάλυμα τριφενυλτεραζολίου και μη χρωματισμό της νεκρωμένης περιοχής με ερυθρό χρώμα) και της περιοχής του φαινομένου Νo Reflow (σκοτεινή περιοχή υπό υπεριώδη ακτινοβολία) σε κάθε πλευρά των τεμαχίων και ακολουθούσε η αποτύπωσή τους σε διαφανές χαρτί. Με πλανημέτρηση από ανεξάρτητο παρατηρητή, γινόταν ο υπολογισμός της περιοχής ισχαιμίας ως εκατοστιαίας αναλογίας του βάρους της αριστερής κοιλίας, της νεκρωμένης περιοχής ως εκατοστιαίας αναλογίας του βάρους περιοχής ισχαιμίας και του φαινομένου Νο Reflow ως εκατοστιαίας αναλογίας του βάρους της περιοχής ισχαιμίας.Δεν παρατηρήθηκαν διαφορές όσον αφορά τις αιμοδυναμικές παραμέτρους στις δυο ομάδες πειραμάτων. Όσον αφορά τις βιοχημικές παραμέτρους, η γλυκόζη πλάσματος ήταν αυξημένη κατά την επαναιμάτωση στα πειραματόζωα που έλαβαν το διάλυμα GIK. Η περιοχή ισχαιμίας δεν διέφερε στατιστικά σημαντικά στις δύο ομάδες πειραματόζωων.Η έκταση της νεκρωμένης περιοχής δεν διέφερε σημαντικά στις δύο ομάδες πειραματόζωων. Η έκταση όμως του φαινομένου Νο Reflow, ήταν σημαντικά μικρότερη στην ομάδα που έλαβε το διάλυμα GIK (41,49±9,21 %) συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου (61,26±19,15 %), p=0,009. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι η ενδοφλέβια χορήγηση διαλύματος GIK κατά την επαναιμάτωση, μειώνει την έκταση του φαινομένου Νο Reflow χωρίς να επηρεάζει την έκταση της νεκρωμένης περιοχής, σε πειραματικό πρότυπο ισχαιμίας-επαναιμάτωσης του μυοκαρδίου.