Πειραματικό πρότυπο ηπατεκτομής σε χοίρους: μελέτη δράσης του αντιοξειδωτικού μορίου U-74389G (21-aminostesoid) σε δείκτες φλεγμονώδους απάντησης

Abstract

Introduction: Ischemia and reperfusion of liver during hepatic surgery and trauma has been associated with a wide variety of pathophysiological changes resulting to hepatic dysfunction and increased postoperative morbidity. Ischemia reperfusion injury (IRI) is a complication that occurs when blood flow is restricted to an organ followed by reflow, which leads to alterations in the physiology of the organ through a complicated mechanism that includes microvascular injury, increased production of reactive oxygen species from activated endothelial cells, inflammatory response during which white blood cells bind to the endothelium of capillaries obstructing them and inflammatory factors such as interleukins and free radicals are produced in response to tissue damage, and increased apoptosis. Among the pharmacological interventions to reduce IRI in various organs are lazaroids, a group of synthetic aminosteroids with no glucocorticoid action that inhibit iron-dependent lipid peroxidation. Aim: The aim of this study was to determine whether intraoperative administration of the lazaroid U-74389G can reduce inflammatory activity in landrace pigs undergoing hepatectomy with Pringle maneuver. Methods: Fourteen landrace pigs (30 ± 2 Kgr) were randomized into two groups: in group A (n =7) lazaroid U-74389G was administrated immediately after the Pringle maneuver was removed while in group B (control group, n= 7) it was not. Blood samples were obtained at four phases: 1) before clamping 2) 30 minute after clamping removal and beginning of reperfusion 3) two hours after hepatectomy and 4) 24 hours after hepatectomy. Quantitative analyses of the inflammatory markers IL-1β, IL-10, IFN-α, IFN-γ, TNF-α, IL-4, and IL-8 were performed. In order to histopathologically evaluate the number of neutrophils, lymphocytes, macrophages and apoptotic bodies in liver in the two groups, samples which included at least one big vessel were taken at phases 3 and 4. Results: Histological analysis revealed the presence of inflammation and apoptosis, of the same density, in both groups. Biochemical analysis revealed a statistically significant decrease (P <0.01) of TNF-α at phases 2, 3 and 4 and of IFN-α (p = 0.02) at phase 4 in group A compared to control group. Conclusion: Pro-apoptotic chemokine TNFα was significantly reduced for 24 hours after the administration of antioxidant U-74389G in group A while IFN-α was significantly reduced at phase 4 in group A. However, the effect of U-74389G did not appear to be obvious in terms of inflammation and apoptosis in histological evaluation. Based on the results from the serum levels of TNF-α and IFN-α in blood serum of the treated experimental animals we can possibly conclude that the lazaroid U-74389G could have a positive effect on liver IRI which is reflected by the lower levels of these specific cytokines.

Εισαγωγή: Το σύνδρομο ισχαιμίας - επαναιμάτωσης κατά τη διάρκεια μείζονων χειρουργικών επεμβάσεων στο ήπαρ έχει συσχετιστεί με μια ευρεία ποικιλία παθοφυσιολογικών αλλαγών που έχουν ως αποτέλεσμα την ηπατική δυσλειτουργία και την αυξημένη μετεγχειρητική νοσηρότητα. Η βλάβη ισχαιμίας - επαναιμάτωσης (IRI) είναι μια επιπλοκή που συμβαίνει όταν η ροή του αίματος σε ένα όργανο περιορίζεται, ακολουθούμενη αμέσως μετά από άρση του αποκλεισμού της αγγειακής κυκλοφορίας και νέα ροή αίματος, γεγονός που οδηγεί σε αλλοιώσεις της φυσιολογίας του οργάνου μέσω ενός πολύπλοκου μηχανισμού που περιλαμβάνει μικροαγγειακές βλάβες, αυξημένη παραγωγή δραστικών ενώσεων οξυγόνου από τα ενεργοποιημένα ενδοθηλιακά κύτταρα, φλεγμονώδη απόκριση κατά την οποία τα λευκά αιμοσφαίρια δεσμεύονται στο ενδοθήλιο των τριχοειδών αποφράσσοντας τα και παράγοντας φλεγμονώδεις μεσολαβητές όπως ιντερλευκίνες και ελεύθερες ρίζες, καθώς και αυξημένη απόπτωση. Μεταξύ των φαρμακολογικών παρεμβάσεων για τη μείωση της βλάβης ισχαιμίας - επαναιμάτωσης σε διάφορα όργανα έχουν προταθεί τα λαζαροειδή, μια ομάδα συνθετικών αμινοστεροειδών χωρίς γλυκοκορτικοειδική δράση που αναστέλλουν την εξαρτώμενη από το σίδηρο υπεροξείδωση των λιπιδίων. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να προσδιοριστεί κατά πόσον η διεγχειρητική χορήγηση του λαζαροειδούς U-74389G μπορεί να μειώσει την επίδραση του συνδρόμου ισχαιμίας- επαναιμάτωσης του ήπατος σε χοίρους Landrace που υποβάλλονται σε αριστερή ηπατεκτομή με χειρισμό Pringle. Μέθοδοι: Δεκατέσσερις χοίροι (30 ± 2 Kgr) τυχαιοποιήθηκαν σε δύο ομάδες: στην ομάδα Α (n = 7) χορηγήθηκε το λαζαροειδές U-74389G αμέσως μετά την άρση του αγγειακού αποκλεισμού Pringle και την έναρξη της επαναιμάτωσης, ενώ στην ομάδα Β (ομάδα ελέγχου, n = 7) δεν χορηγήθηκε καμία ουσία. Δείγματα αίματος ελήφθησαν σε τέσσερις φάσεις: 1) πριν από τον αγγειακό αποκλεισμό 2) 30 λεπτά μετά τον αγγειακό αποκλεισμό και την έναρξη επαναιμάτωσης 3) δύο ώρες μετά την ηπατεκτομή και 4) 24 ώρες μετά την ηπατεκτομή. Πραγματοποιήθηκαν ποσοτικές αναλύσεις των φλεγμονωδών δεικτών IL-1β, IL-10, ΙFΝ-α, ΙFΝ-γ, ΤNF-α, IL-4 και IL-8. Για την ιστοπαθολογική αξιολόγηση του αριθμού των ουδετερόφιλων, των λεμφοκυττάρων, των μακροφάγων και των αποπτωτικών σωμάτων στο ήπαρ στις δύο ομάδες, λήφθηκαν δείγματα που περιλάμβαναν τουλάχιστον ένα μεγάλο αγγείο στις φάσεις 3 και 4. Αποτελέσματα: Η ιστολογική ανάλυση αποκάλυψε την παρουσία φλεγμονής και απόπτωσης, της ίδιας έντασης και στις δύο ομάδες. Η βιοχημική ανάλυση αποκάλυψε στατιστικά σημαντική μείωση (P <0,01) του TNF-α στις φάσεις 2,3 και 4 και της IFN-α (P = 0,02) στη φάση 4 στην ομάδα Α σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου. Συμπεράσματα: Η προ-αποπτωτική χημειοκίνη TNF-α ήταν σημαντικά μειωμένη κατά τη διάρκεια των πρώτων 24 ωρών μετά τη χορήγηση του αντιοξειδωτικού U-74389G στην ομάδα Α ενώ η IFN-α παρουσίασε στατιστικά σημαντικά χαμηλότερα επίπεδα στη φάση 4 στην ίδια ομάδα, σε σχέση με την ομαδα ελέγχου. Ωστόσο, η επίδραση του U-74389G δεν φαίνεται να επηρεάζει τη φλεγμονή και την απόπτωση σε ιστολογικό επίπεδο. Με βάση τα αποτελέσματα από τα επίπεδα των κυτταροκινών TNF-α και IFN-α στον ορό αίματος των πειραματόζωων που υποβλήθηκαν σε θεραπεία, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το λαζαροειδές U-74389G μπορεί να έχει θετική επίδραση στο σύνδρομο ισχαιμίας - επαναιμάτωση του ήπατος, η οποία αντανακλάται στα χαμηλότερα επίπεδα αυτών των συγκεκριμένων κυτοκινών