Ο ρόλος της διέγερσης των μιτοχονδριακών μυοκαρδιακών υποδοχέων βενζοδιαζεπίνης στο ΟΕΜ και τη βλάβη από επαναιμάτωση

Abstract

Background: The Translocator Protein of the outer mitochondrial membrane has been recently recognized as a potential therapeutic target for the mitigation of ischemia/reperfusion injury in heart. A ligand of this receptor, 4-chlorodiazepam (4-CLD), increases cardiomyocyte resistance to oxidative stress, however, its role on endothelial cell integrity and recovery of myocardial function after ischemia has not been investigated. We examined the effects 4-CLD, administered at the onset of reperfusion, on the severity of microvascular damage and the recovery of systolic function in a rat model of ischemia-reperfusion.Methods: Acute myocardial infarction was induced in 32 (weight 300-350 gr) Wistar rats by ligation of the mid portion left anterior descending coronary artery for 45 minutes, followed by 1 hour of reperfusion. Five minutes before the onset of reperfusion the animals were randomly assigned (1:1) to either intraventricular infusion of 200 μL of 4-CLD (1%) or control. Infusion was performed during temporary obstruction (20sec) of the blood flow in the inferior vena cava and the ascending aorta sequentially, insuring the selective intracoronary delivery of the administered agent. At the end of reperfusion, animals were randomly reassigned (1:1 in each group) to either microvascular obstruction (MVΟ) and area at risk of the left ventricular myocardium (AR) planimetry [acute protocol] or to left ventricular end-diastolic (EDV) and end-systolic volumes (ESV) and ejection fraction (EF) at 2 and 60 days post-intervention measurements, as well as planimetry for infarct size calculation [chronic protocol].Results: Although the myocardial area at risk did not differ significantly between the 2 groups in the acute protocol (22.7 % ± 6.3% vs 21.4 % ± 6.3% p=0.695 for 4-CLD and control, respectively), there was a significant reduction of MVO in 4-CLD group, 15.1 % ± 5.6 % of the area at risk vs 23.5 % ± 8.3 % in the control group (p=0.034). EDV and ESV did not differ significantly between the two groups at 2 days post-MI echocardiography, whereas EF was significantly higher in the 4-CLD group compared to the control group (58 ± 9 vs 45 ± 8%, p=0.03). At 60 day ultrasound study, cardiac volumes were significantly higher in the control group when compared to the 4-CLD group (EDV: 432 ± 102 ml vs 273 ± 120 ml, p=0.045, LVESD: 198 ± 98 ml vs 95 ± 45 ml, p=0.003). LV systolic function recovered in both groups but remained significantly higher in the 4-CLD group (66 ± 8% vs 49 ± 11%, p=0.018). Planimetry at 60 days demonstrated significant reduction of infarct size in the 4-CLD compared with the control group (11.4 ± 4.1% of the LV vs. 17.3 ± 2.5 % of the LV, p=0.025).Conclusions: In an experimental model of myocardial ischemia/reperfusion, intracoronary administration of 4-CLD just before the onset of reperfusion reduces the extent of the no-reflow phenomenon and leads to early and sustained enhancement of LV systolic function and reduction of the LV infarct size.

Εισαγωγή: Η πρωτεΐνη αντιμετάθεσης της εξωτερικής μεμβράνης των μιτοχονδρίων έχει πρόσφατα αναγνωριστεί ως πιθανός θεραπευτικός στόχος για τον περιορισμό της μυοκαρδιακής βλάβης εξ επαναιματώσεως. Ένας συνδέτης του υποδοχέα αυτού, η 4-χλωροδιαζεπάμη (4-ΧΛΔ), αυξάνει τη μυοκαρδιακή αντίσταση στο οξειδωτικό στρες, ο ρόλος της, ωστόσο, στη διατήρηση της ακεραιότητας του ενδοθηλιακού κυττάρου και την ανάκαμψη της μυοκαρδιακής λειτουργίας μετά την ισχαιμία δεν έχει διερευνηθεί. Μελετήσαμε την επίδραση της 4-ΧΛΔ, χορηγούμενης κατά την έναρξη της επαναιμάτωσης, στη βαρύτητα της βλάβης της μικροκυκλοφορίας και στην ανάκαμψη της συστολικής λειτουργίας της καρδιάς σε πειραματικό μοντέλο ισχαιμίας/επαναιμάτωσης σε επίμυες.Μέθοδοι: Οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου προεκλήθη σε 32 επίμυες τύπου Wistar (βάρους 300-350 γραμμαρίων) μέσω απολίνωσης της μεσότητας της προσθίας κατιούσας στεφανιαίας αρτηρίας για 45 λεπτά, ακολουθούμενη από 1 ώρα επαναιμάτωσης. Πέντε λεπτά προ της επαναιμάτωσης τα ζώα τυχαιοποιούνταν να λάβουν ενδοστεφανιαία είτε 200 μL 4-ΧΛΔ (1%) ή 200 μL εικονικού φαρμάκου. Στο τέλος της επαναιμάτωσης, τα πειραματόζωα τυχαιοποιούνταν εκ νέου (1:1 σε κάθε ομάδα) είτε στη μέτρηση της έκτασης του φαινομένου μη επαναρροής (ΕΦΜ) και της υπό κίνδυνο περιοχής (ΥΚΠ) με πλανημέτηρη [οξύ πρωτόκολλο] είτε σε υπερηχωγραφική μελέτη στις 2 και 60 ημέρες μετά την παρέμβαση και πλανημέτρηση για μέτρηση της έκτασης του εμφράγματος [χρόνιο πρωτόκολλο].Αποτελέσματα: Παρότι η ΥΚΠ δε διέφερε σημαντικά μεταξύ των 2 ομάδων στο οξύ πρωτόκολλο (22,7±6.3% έναντι 21,4±6,3%, p=0,695 για την 4-ΧΛΔ και το εικονικό φάρμακο, αντίστοιχα), υπήρξε σημαντική ελάττωση της ΕΦΜ στην ομάδα 4-ΧΛΔ (15,1 ± 5.6% της ΥΚΠ έναντι 23,5 ± 8,3% στην ομάδα ελέγχου, p=0,034).Ο τελοδιαστολικός (ΤΔΟ) και τελοσυστολικός (ΤΣΟ) όγκοι δε διέφεραν μεταξύ των δυο ομάδων στις 2 ημέρες μετά το ΟΕΜ, ενώ το κλάσμα εξωθήσεως ήταν σημαντικά υψηλότερο στην ομάδα 4-ΧΛΔ (58 ± 9% έναντι 45 ± 8%, p=0,03). Στον υπέρηχο των 60 ημερών, οι καρδιακοί όγκοι ήταν σημαντικά μεγαλύτεροι στην ομάδα ελέγχου σε σχέση με την ομάδα 4-ΧΛΔ (ΤΔΟ: 432 ± 102ml έναντι 273 ± 120ml, p=0,045, ΤΣΟ: 198 ± 98ml έναντι 95 ± 45ml, p=0,003). Η συστολική λειτουργία της αριστερής κοιλίας ανέκαμψε και στις δύο ομάδες, αλλά παρέμεινε σημαντικά υψηλότερη στην ομάδα της 4-ΧΛΔ (66 ± 8% έναντι 49 ± 11%, p=0,018). Τα αποτελέσματα της πλανημέτρησης στις 60 ημέρες ανέδειξαν σημαντικά ελαττωμένη έκταση εμφράγματος στα ζώα που έλαβαν 4-ΧΛΔ σε σχέση με τα ζώα της ομάδας ελέγχου (ομάδα 4-ΧΛΔ: 11,4 ± 4,1 % της ΑΚ έναντι ομάδας ελέγχου: 17,3 ± 2,5 % της ΑΚ, p=0,025).Συμπεράσματα: Σε πειραματικό μοντέλο ισχαιμίας/επαναιμάτωσης σε επίμυες, η ενδοστεφανιαία χορήγηση 4-ΧΛΔ κατά την έναρξη της επαναιμάτωσης ελαττώνει τη βλάβη της μικροκυκλοφορίας, οδηγεί σε πρώιμη και παρατεταμένη ανάκαμψη της συστολικής λειτουργίας και περιορίζει την έκατση του εμφράγματος της αριστερής κοιλίας.