Επίδραση της ισχαιμικής προετοιμασίας (preconditioning) του εντέρου με ή χωρίς τη χορήγηση αντιθρομβίνης στη βλάβη του ήπατος μετά από ισχαιμία - επαναιμάτωση του λεπτού εντέρου: πειραματική μελέτη

Abstract

Introduction: The past decade has seen strong progress in understanding the mechanisms of reperfusion injury and in developing strategies that render tissues more resistant to ischemia or ameliorate the reperfusion injury. Ischemic preconditioning is among the protective strategies currently used.Aim: The present experimental study was designed to investigate a possible protective effect of IPC against the liver inflammatory response to intestinal IR and also to elucidate the role of antithrombin in transient intestinal IPC by measuring TNF-a, IL-1b and IL-6 blood levels and examining MDA, MPO and the hepatocyte ultrastructural damage in liver specimens.Materials and Methods: Eighty rats were randomly allocated to 8 study groups (Control, Control AT, Sham, IR, IPC + IR, AT + IR, AT+ IPC+ IR, ATpreop + IPC + I/R) (n=10 per group). The ultrastructural damage of the hepatocytes was examined by Transmission Electron Microscope. Blood and liver specimens were obtained for studies. Results: Intestinal IR induced a significant increase of the proinflammatory cytokines IL-1b, IL-6 and TNF-a, in agreement with previous IR models. The activity of MPO and MDA were significantly elevated in liver samples in IR groups. TNF-a levels were lower in rats IPC pretreated after 30 minutes of ischemia and 60 minutes of reperfusion. The administration of AT reduced the inflammatory response in IR groups. However, it did not show a synergistic effect with IPC. IL-1b is improved in IPC groups compared to IR groups. However, IPC and AT did not show statistically significant synergistic effect. IL-6 also increased significantly during IR. IPC significantly decreased IL-6 levels and AT administration dampened the inflammatory response to all relevant groups. IPC and AT demonstrated synergistic effect. IPC has proved beneficial for the reduction of MDA levels and also, groups were treated with AT have decreased levels of MDA, as compared to the other groups. AT decreased MPO activity and in addition has proved synergistic with IPC.Conclusions: Our study shows that intestinal IPC has a beneficial remote effect on the liver injury. This finding was confirmed by biochemical and ultrastructural studies. AT treatment before intestinal ischemia attenuated or prevented histological damage from IR injury by inhibiting release of cytokines, lipid peroxidation and neutrophil infiltration. IPC and AT have independently proven beneficial in all groups. IL-6 and MPO levels have shown synergistic effect of IPC and AT, whereas this effect was not evident by TNF-a, IL-1b and MDA levels.

Εισαγωγή: Την τελευταία δεκαετία έχει επιτευχτεί σημαντική πρόοδος στην κατανόηση των μηχανισμών της βλάβης επαναιμάτωσης και στην ανάπτυξη στρατηγικών που είτε καθιστούν τους ιστούς πιο ανθεκτικούς σε ισχαιμία είτε ελαττώνουν τη βλάβη από επαναιμάτωση. Η ισχαιμική προετοιμασία είναι μεταξύ των προστατευτικών στρατηγικών που χρησιμοποιούνται σήμερα.Στόχος: Η παρούσα πειραματική μελέτη σχεδιάστηκε για να διερευνήσει μια πιθανή προστατευτική δράση της ισχαιμικής προετοιμασίας (ischemic preconditioning - IPC) έναντι της ηπατικής φλεγμονώδους απόκρισης μετά απο ισχαιμία επαναιμάτωση (IR) του λεπτού εντέρου και επίσης για να διαλευκάνει το ρόλο της αντιθρομβίνης μετά από παροδική εντερική IPC, εξετάζοντας τις MDA και ΜΡΟ σε δείγματα ήπατος και μετρώντας τα επίπεδα των IL-1β, IL-6 και TNF-α στο αίμα. Υλικά και Μέθοδος: Ογδόντα επίμυες κατανεμήθηκαν τυχαία σε 8 ομάδες μελέτης (Ελέγχου, Ελέγχου + ΑΤ, Εικονικής επέμβασης, Ισχαιμίας/επαναιμάτωσης, Ισχαιμικής προετοιμασίας + IR, Αντιθρομβίνης + IR, Αντιθρομβίνης + IPC + IR, Αντιθρομβίνη προεγχειρητικά + IPC + IR) (n=10 ανά ομάδα). Οι δομικές βλάβες των ηπατοκυττάρων μελετήθηκαν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Δείγματα αίματος και ήπατος ελήφθησαν για τις μελέτες. Αποτελέσματα: Η εντερική IR προκάλεσε σημαντική αύξηση των προφλεγμονωδών κυτοκινών IL-1β, IL-6 και TNF-α, τα οποία έχει βρεθεί ότι αυξάνουν σε διάφορα μοντέλα IR. Η δραστικότητα των ΜΡΟ και MDA ήταν σημαντικά αυξημένη στα δείγματα ήπατος στις ομάδες IR. Τα επίπεδα TNF-α μετά από 30 λεπτά ισχαιμίας και 60 λεπτά επαναιμάτωσης ήταν χαμηλότερα στους επίμυες που έλαβαν προ-θεραπεία με IPC. Η χορήγηση ΑΤ μείωσε τη φλεγμονώδη απόκριση στις ομάδες IR. Ωστόσο, δεν παρουσίασε στατιστικώς σημαντική συνεργική δράση με την IPC. Η IL-1β είναι βελτιωμένη στις IPC ομάδες σε σύγκριση με τις ομάδες IR. Ωστόσο, η IPC και η AT δεν εμφάνισαν στατιστικώς σημαντική συνεργική δράση. Η IL-6 αυξήθηκε επίσης σημαντικά κατά τη διάρκεια της IR. Η IPC μείωσε σημαντικά τα επίπεδα της IL-6 και η χορήγηση της AT άμβλυνε τη φλεγμονώδη απόκριση σε όλες τις σχετικές ομάδες. Η IPC και η AT απέδειξαν συνεργική δράση. Η IPC αποδείχτηκε ευεργετική για τη μείωση των επιπέδων της MDA, όπως επίσης, ομάδες που υπέστησαν αγωγή με AT έχουν μειωμένα επίπεδα MDA, σε σύγκριση με τις υπόλοιπες ομάδες. Η AT μείωσε την δραστικότητα MPO και επίσης απεδείχθει συνεργική με την IPC.Συμπέρασμα: Η μελέτη μας δείχνει ότι η εντερική IPC έχει ευεργετική επίδραση στην ηπατική βλάβη που προκαλείται από ισχαιμία-επαναιμάτωση του εντέρου. Η διαπίστωση αυτή επιβεβαιώθηκε από βιοχημικές και μικροσκοπικές μελέτες. Η θεραπεία με ΑΤ πριν την εντερική ισχαιμία περιόρισε ή προλαβε την ιστική βλάβη μετά από IR με αναστολή της απελευθέρωσης των κυτοκινών, της υπεροξείδωσης των λιπιδίων και της διήθησης από ουδετερόφιλα. Η IPC και AT έχουν ανεξάρτητα αποδειχθεί ευεργετικές για όλες τις ομάδες. Τα επίπεδα των IL-6 και MPO έχουν δείξει στατιστικώς σημαντική συνεργική δράση των IPC και ΑΤ, ενώ η επίδραση αυτή δεν ήταν τόσο εμφανής από τα επίπεδα των TNF-α, IL-1β και MDA.