Ишемически-реперфузионное повреждение аппендикулярного опорно-двигательного аппарата
Ишемически-реперфузионное ( ИР ) повреждение тканей представляет собой патологию, возникающую в результате сочетания факторов, в том числе тканевой гипоксии с последующим повреждением тканей, связанным с реоксигенацией. ИР-повреждения способствуют заболеваемости и смертности при различных патологиях, включая инфаркт миокарда , ишемический инсульт , острое повреждение почек , травмы , остановку кровообращения , серповидно-клеточную анемию и апноэ во сне . [1] [2] [3] [4] Независимо от того, является ли это результатом травматического разрыва сосуда, наложения жгута или шока, конечность подвергается огромному потоку сосудистой перфузии во время критического периода восстановления и регенерации тканей . [5] [6] Вклад этой ишемии и последующей реперфузии в посттравматические костно-мышечные ткани неизвестен; однако вполне вероятно, что, как и в тканях сердца и почек, ИР вносит значительный вклад в фиброз тканей . [7] [8] [9]
Определения
[ редактировать ]- « Ишемия »: недостаточное кровоснабжение органа или части тела. [ нужна ссылка ]
- « Реперфузия »: восстановление притока крови к органу или ткани после его блокировки. [ нужна ссылка ]
Механизмы и фундаментальная наука
[ редактировать ]ИР и биомаркеры
[ редактировать ]Уровень лактата в сыворотке является косвенным показателем оксигенации тканей. Когда ткани не имеют адекватной доставки кислорода (т. е. ишемизированы), они возвращаются к менее эффективным метаболическим процессам, производя молочную кислоту. [ нужна ссылка ]
Миоглобин высвобождается из поврежденной мышцы, как и в случае ишемии. [ нужна ссылка ]
Креатинин сыворотки и АМК могут быть повышены при остром повреждении почек . [ нужна ссылка ]
ИР и эпигенетика
[ редактировать ]ИР и стволовые клетки
[ редактировать ]Хотя некоторые исследования предполагают возможное благотворное влияние мезенхимальных стволовых клеток на реперфузионное повреждение сердца и почек, [10] [11] на сегодняшний день никто не исследовал роль стволовых клеток в мышечной ткани, подвергшейся ишемически-реперфузионному повреждению.
Стволовые клетки участвуют в регенерации скелетных мышц после травматических и взрывных повреждений, а также улучшают работу мышц, поврежденных после физических упражнений. [ нужна ссылка ]
Клинические последствия
[ редактировать ]- Системные эффекты ИК-травмы
В периоды ишемии продукты клеточного распада накапливаются в местных тканях. Как только происходит реперфузия, эти клеточные продукты возвращаются в большой круг кровообращения и подвергаются воздействию других органов. Органы, участвующие в фильтрации (например, почки и печень), могут быть перегружены высокой нагрузкой продуктов клеточного распада и сами столкнуться с травмами (например, острым повреждением почек). [ нужна ссылка ]
- Отек тканей и фасциотомия
После ишемии реперфузия вызывает локальный отек тканей. Ткань, которая набухает в ограниченном пространстве (например, мышца в пределах покрывающей ее фасции), в этой ситуации подвержена компартмент-синдрому. Понимая это, хирурги часто профилактически высвобождают (т. е. разрезают) фасции фасциальных отделов рук и ног после восстановления проксимального сосудистого повреждения. [ нужна ссылка ]
Турникеты
[ редактировать ]- Пневматический/Хирургический
Пневматические хирургические жгуты часто применяются в контролируемых условиях операционной, чтобы контролировать кровопотерю во время операции на верхних или нижних конечностях. Помимо снижения кровопотери само по себе, это улучшает визуализацию и эффективность хирургического вмешательства. Современные образцы встречаются во многих различных размерах, подходящих для разных пациентов и мест применения, с манжетами для взрослых шириной примерно 4 дюйма. Это распределяет давление, как правило, на более широкую область, чем полевые (аварийные, боевые) жгуты. Манжета обычно прикрепляется к регулируемому пневматическому насосу со встроенным таймером. Продолжительность хирургического жгута, превышающая два часа, была связана с повышенным риском повреждения нервов (например, нейропраксии ), что, вероятно, связано как с прямой компрессией нерва, так и со снижением артериального притока и оксигенации. Ишемически-реперфузионное повреждение, связанное с хирургическими жгутами, обычно не проявляется клинически при использовании их в течение менее двух часов. [ нужна ссылка ]
- Поле / Бой
Жгуты для экстренных случаев использовались на протяжении многих столетий и стали свидетелями возрождения в недавних боевых операциях в Афганистане и Ираке, а также более широкого использования в условиях травм и массовых ранений среди гражданского населения. Целесообразное и широкое использование жгутов в современных боевых условиях часто называют основным фактором повышения выживаемости после серьезных боевых травм. Эти жгуты часто имеют ширину 1–2 дюйма, что концентрирует давление на узком участке ткани. Они могут привести к некрозу тканей, если их держать на месте в течение длительного времени, и их следует применять только после того, как другие методы остановки кровотечения (например, подъем или прямое давление на рану) оказались неэффективными, за исключением случаев, когда время не позволяет ждать. Как правило, ткань, расположенная дистальнее полевого жгута, которая находилась на месте более 6 часов, считается нежизнеспособной. [ нужна ссылка ]
- Эквиваленты жгута
Аналогично тому, как наружные компрессионные жгуты уменьшают или устраняют артериальный кровоток, пережатие аорты оказывает тот же эффект. ) . Этого можно достичь и с помощью реанимационного эндоваскулярного устройства баллонной окклюзии аорты (REBOA По своей конструкции эти устройства вызывают ишемию нижних конечностей (как вторичный эффект или, реже, как основное применение). Ослабление поперечного зажима или удаление REBOA инициирует реперфузию, что может повлечь за собой ИК-повреждение нижних конечностей. [ нужна ссылка ]
Подходы к лечению
[ редактировать ]Доступные ИК-модели задних конечностей на животных представляют собой либо перевязку артерии, либо наложение жгута (с помощью резиновой ленты или уплотнительного кольца ). [12] [13] Возможные методы лечения включают применение лекарственного средства/ингибитора, связанного с ИР, и клеточную терапию . Было проведено исследование роли р53 в активации некроза. Во время окислительного стресса p53 накапливается в митохондриальном матриксе и вызывает открытие пор переходной проницаемости митохондрий (PTP). В результате некроз происходит при физическом взаимодействии с регулятором ПТР циклофилином D (CypD). Митохондриальная ось p53-CypD вносит важный вклад в некроз, вызванный окислительным стрессом, и участвует в патологии заболевания и возможном лечении. [14] [15] Циклоспорин А , известный как мощный ингибитор открытия пор переходной проницаемости митохондрий (mPTP) и чрезвычайно эффективный в защите кардиомиоцитов от IR, нормализовал выработку АФК, уменьшал воспаление и восстанавливал митохондриальное соединение во время пережатия аорты на модели IR задних конечностей крыс. [16]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эльчиг, Гонконг и Т. Экл (2011). «Ишемия и реперфузия - от механизма к трансляции» . Нат Мед . 17 (11): 1391–401. дои : 10.1038/нм.2507 . ПМЦ 3886192 . ПМИД 22064429 .
- ^ Зук, А. и СП Бонвентре (2016). «Острое повреждение почек» . Анну Рев Мед . 67 : 293–307. doi : 10.1146/annurev-med-050214-013407 . ПМЦ 4845743 . ПМИД 26768243 .
- ^ Загер, Р.А. и AC Джонсон (2009). «Ишемия-реперфузия почек усиливает регуляцию ферментных систем, модифицирующих гистоны, и изменяет экспрессию гистонов в провоспалительных/профибротических генах» . Am J Physiol Почечная физиол . 296 (5): Ф1032–Ф1041. дои : 10.1152/ajprenal.00061.2009 . ПМК 2681356 . ПМИД 19261745 .
- ^ Пинцес, Т.; и др. (2016). «[Легочные осложнения серповидноклеточной анемии у детей]». Арх Педиатр . 23 (10): 1094–1106. дои : 10.1016/j.arcped.2016.06.014 . ПМИД 27642150 .
- ^ Баррито, Д.; и др. (2016). «Матричная терапия на основе RGTA® – новое направление регенеративной медицины в локомоции». Суставные кости позвоночника . 84 (3): 283–292. дои : 10.1016/j.jbspin.2016.06.012 . ПМИД 27663756 .
- ^ Стрейно, С.; и др. (2004). «Усиленный артериогенез и заживление ран у мышей mdx с дефицитом дистрофина» . Тираж . 110 (21): 3341–3348. дои : 10.1161/01.CIR.0000147776.50787.74 . ПМИД 15545520 .
- ^ Топрак, Г.; и др. (2013). «Фиброз при подтипах сердечной недостаточности» . Eur Rev Med Pharmacol Sci . 17 (17): 2302–9. ПМИД 24065222 .
- ^ Камата, С.; и др. (2014). «Улучшение терапии листами сердечных стволовых клеток при хроническом ишемическом повреждении путем добавления трансплантации эндотелиальных клеток-предшественников: анализ региональной функции сердца, специфичной для слоев». Пересадка клеток . 23 (10): 1305–19. дои : 10.3727/096368913X665602 . ПМИД 23562134 . S2CID 25252653 .
- ^ Капицынов, П.П.; и др. (2014). «Эндотелиальный HIF-2 обеспечивает защиту и восстановление после ишемического повреждения почек» . Джей Клин Инвест . 124 (6): 2396–2409. дои : 10.1172/JCI69073 . ПМК 4092875 . ПМИД 24789906 .
- ^ ван дер Спол TI (сентябрь 2011 г.). «Значимость доклинических исследований терапии стволовыми клетками для человека: систематический обзор и метаанализ моделей ишемической болезни сердца на крупных животных» . Кардиоваскулярный рез . 91 (4): 649–58. дои : 10.1093/cvr/cvr113 . ПМИД 21498423 .
- ^ Чжао Джей-Джей (январь 2014 г.). «Защита мезенхимальных стволовых клеток при остром повреждении почек» . Представитель Мол Мед . 9 (1): 91–96. дои : 10.3892/ммр.2013.1792 . ПМИД 24220681 .
- ^ Тан, X.; и др. (2016). «Ангиопоэтин-2 нарушает рост коллатеральных артерий, связанный с подавлением инфильтрации макрофагов при ишемии задних конечностей у мышей» . Джей Трансл Мед . 14 (1): 306. дои : 10.1186/s12967-016-1055-x . ПМК 5080762 . ПМИД 27784306 .
- ^ Ву, Дж.; и др. (2015). «Ингибитор активатора плазминогена-1 ингибирует передачу ангиогенных сигналов путем разъединения перекрестных помех интегрина рецептора фактора роста эндотелия сосудов-2-альфаVbeta3» . Артериосклеры Тромб Васк Биол . 35 (1): 111–20. дои : 10.1161/ATVBAHA.114.304554 . ПМК 4270947 . ПМИД 25378411 .
- ^ Васева А.В.; и др. (2012). «p53 открывает переходную пору митохондриальной проницаемости, вызывая некроз» . Клетка . 149 (7): 1536–48. дои : 10.1016/j.cell.2012.05.014 . ПМЦ 3383624 . ПМИД 22726440 .
- ^ Алам, MR; Д. Баец; М. Овизе (2015). «Циклофилин D и ишемически-реперфузионное повреждение миокарда: свежий взгляд». J Мол Клеточная Кардиол . 78 : 80–9. дои : 10.1016/j.yjmcc.2014.09.026 . ПМИД 25281838 .
- ^ Поттечер, Дж.; и др. (2013). «Циклоспорин А нормализует митохондриальное соединение, выработку активных форм кислорода и воспаление, а также частично восстанавливает максимальную окислительную способность скелетных мышц при экспериментальном пережатии аорты» . Дж Васк Сург . 57 (4): 1100–1108 е2. дои : 10.1016/j.jvs.2012.09.020 . ПМИД 23332985 .