Μελέτη της επίδρασης στο μυοκάρδιο διαφορετικών συγκεντρώσεων οξυγόνου κατά την αναζωογόνηση σε πειραματικό μοντέλο υποξαιμίας σε νεογνά χοιρίδια

Abstract

Objective: The evaluation of the effect, on lung and cardiac tissue, of the use of different oxygen concentration during reoxygenation in an experimental model of normocapnic hypoxia in newborn pigletsMaterials and Methods: Forty male newborn Landrace/Large White piglets underwent hypoxia and reoxygenation. The piglets were randomly allocated in 4 groups (1-4) according to the received oxygen concentration during reoxygenation (group 1: 18%, group 2: 21%, group 3: 40%, group 4: 100%). Furthermore, piglet were allocated in 5 groups (A-E) according with the time needed to return to stabilization. Blood samples were drawn during stabilization, hypoxia and reoxygenation, in order to measure levels of interleukine 6, Ιnterleukine 8 and TNFα. Tissues were immunostained for S100B and examined for histopathological changesResults: In total, the fluctuation of Il-6, Il-8 and TNFα had no significant differences between groups. However, there was a tendency for difference (p<0.1) in Il-6 and Il-8. Histological examination of cardiac tissue revealed alterations (swelling, detachement, endothelial loss, edema, apoptosis, microthrombosis) in endothelium of vessels in all groups. Analysis of results between gropus did not reveal significant changes in the following characteristics: A) interstitial edema, B) wavy arrangement C) hypereosinophilia D) cytoplasmic vacuolization and E) contraction. Analysis based on the 5 group allocation (according to resuscitation time) revealed differences in coagulative necrosis and cytoplasmic vacuolization. Coagulative necrosis was present in 14,3% in group A, 57,1% in group B and 100% in groups C and D. Cytoplasmic vacuolization was absent in group A, was present in 57% in group B and 100% in groups C and D. Significant differences were observed among groups 1-4 regarding S100B expression. Reactivity for S100B in cardiac cells was detected in 50%, 50%, 10% and 33% of animals in groups 1 and 2, 3 and 4, respectively. Marked differences were also observed among groups A-D: 75%, 33%, 12% and 22% of the animals in group 1, 2, 3 and 4, respectively, showed reactivity for S100B in the heartConclusion: Results of the present study revealed major histological alterations in myocardium of newborn piglets subjected to hypoxia and reoxygenation. Levels o Intereleukine-6 and Interleukine-8 differed (p<0.1) (lower in group 2). Moreover, extreme oxygen concentrations (18%, 100%) were related to higher levels of apoptosis, whereas room air and moderate oxygen concentration (40%) seemed to have protective properties against apoptosis. Furthermore, protective mechanisms of the myocardium during hypoxia are probably activated. S100B storage in cardiomyocytes correlates with the different oxygen concentration used during reoxygenation. Moreover protein S100B, appears to play a role as an early protective factor with a positive prognostic value in asphyxiated newborn piglets.

Σκοπός: Η αξιολόγηση της επίδρασης, στον πνευμονικό και καρδιακό ιστό, της επανοξυγόνωσης με διαφορετικές συγκεντρώσεις οξυγόνου σε πειραματικό μοντέλο νορμοκαπνικής υποξαιμίας σε νεογνά χοιρίδια.Υλικό και Μέθοδος: Σαράντα αρσενικά νεογνά χοιρίδια τύπου Landrace/Large White υποβλήθηκαν, μετά από σταθεροποίηση, σε υποξία και επανοξυγόνωση. Τα χοιρίδια τυχαιοποιήθηκαν τυφλά σε 4 ομάδες (1-4), ανάλογα με τη συγκέντρωση οξυγόνου, η οποία χρησιμοποιήθηκε κατά την επανοξυγόνωση (ομάδα 1: 18%, ομάδα 2: 21%, ομάδα 3: 40%, ομάδα 4: 100%). Επιπλέον, τα χοιρίδια διαχωρίστηκαν περαιτέρω σε 5 ομάδες (Α-Ε), ανάλογα με το χρόνο που χρειάστηκαν για να ανανήψουν. Δείγματα αίματος λαμβάνονταν στις τρεις φάσεις του πειράματος (σταθεροποίηση, υποξία, επανοξυγόνωση) για την ανίχνευση των επιπέδων Ιντερλευκίνης 6, Ιντερλευκίνης 8 και TNFα. Οι ιστοί εξετάστηκαν με ανοσοχρωματογραφία για την πρωτεΐνη S100B καθώς και για ιστοπαθολογικές μεταβολές.Αποτελέσματα: Συνολικά η μεταβολή των IL-6, IL-8 και ΤΝF στο χρόνο δεν διέφερε σημαντικά μεταξύ των ομάδων. Ωστόσο υπήρχε μια τάση διαφοράς για τις IL-6, IL-8 (p<0.1). Η ιστολογική εξέταση των ασφυκτικών ομάδων χοιριδίων, αποκάλυψε παθολογοανατομικές μεταβολές (ενδοθηλιακή διόγκωση, ενδοθηλιακή αποκόλληση, απώλεια ενδοθηλίου, οίδημα, απόπτωση του ενδοθηλίου και θρόμβωση) στο ενδοθήλιο των καρδιακών φλεβών και αρτηριών σε όλα τα δείγματα. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων στις 4 ομάδες των χοιριδίων με βάση τη συγκέντρωση του χορηγούμενου οξυγόνου κατά την ανάνηψη, δεν ανέδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές στα ακόλουθα χαρακτηριστικά: α) διάμεσο οίδημα, β) κυματοειδής διάταξη, γ) υπερηωσινοφιλία, δ) κενοτοπίωση, ε) σύσπαση. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων στις 5 ομάδες (Α-Ε) με βάση το χρόνο που χρειάστηκαν για να ανανήψουν, ανέδειξε διαφορές στην πηκτική νέκρωση και στην κυτταροπλασματική κενοτοπίωση. Η πηκτική νέκρωση ήταν παρούσα στο 14,3% των περιπτώσεων στην ομάδα Α, στο 57,1% στην ομάδα Β και στο 100% στις ομάδες Γ και Δ. Σε ότι αφορά τα κυτταροπλασματικά κενοτόπια, αυτά απουσίαζαν στα χοιρίδια της ομάδας Α, ενώ έφταναν το 57% στην ομάδα Β και στο 100% στις ομάδες Γ και Δ. Σημαντικές διαφορές παρατηρήθηκαν μεταξύ των ομάδων 1-4 σχετικά με την έκφραση της S100B. H αντιδραστικότητα για την S100B στα μυοκαρδιακά κύτταρα ανιχνεύθηκε σε 50%, 50%, 10% και 33% των ζώων των ομάδων 1, 2, 3 και 4 αντίστοιχα. Αξιοσημείωτες διαφορές παρατηρήθηκαν μεταξύ των ομάδων Α-Δ: 75%, 33%, 12% και 22% αντίστοιχαΣυμπέρασμα: Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης έδειξαν ότι η υποξαιμία και επανοξυγόνωση σε νεογνά χοιρίδια έχει σαν αποτέλεσμα σημαντικές ιστοπαθολογικές αλλοιώσεις στο μυοκάρδιο. Τα επίπεδα της ιντερλευκίνης 6 και 8, είχαν μία τάση διαφοράς (p<0.1) (χαμηλότερη στην ομάδα 2). Επιπλέον οι ακραίες συγκεντρώσεις οξυγόνου (18% και 100%) φάνηκε να συσχετίζονται με μεγαλύτερη απόπτωση, ενώ ο ατμοσφαιρικός αέρας και η μέτρια συγκέντρωση οξυγόνου (21% και 40%) φάνηκε να έχουν προστατευτική δράση έναντι της απόπτωσης. Επιπλέον φαίνεται ότι υπάρχουν προστατευτικοί μηχανισμοί από την υποξία για το μυοκάρδιο, σε σχέση με άλλα όργανα. Η έκφραση της πρωτεΐνης S100B συσχετίζεται με τις διαφορετικές συγκεντρώσεις οξυγόνου κατά την επανοξυγόνωση. Φαίνεται, επίσης, ότι αποτελεί προστατευτικό παράγοντα με θετική προγνωστική αξία στα ασφυκτικά νεογνά.