Ишемически-реперфузионное повреждение аппендикулярно-мышечной системы - Ischemia-reperfusion injury of the appendicular musculoskeletal system

Ишемия-реперфузия (ИК) повреждение ткани является патологией в результате сочетания факторов, в том числе тканевая гипоксия с последующим повреждением тканей, связанным с повторной оксигенацией. Инфракрасное повреждение способствует развитию заболеваний и смертности при различных патологиях, включая инфаркт миокарда, ишемический приступ, острая травма почек, травма, остановка кровообращения, серповидноклеточная анемия и апноэ во сне.[1][2][3][4] Является ли результатом травматического разрыва сосуда, жгут приложения или шока, конечность подвергается огромному потоку сосудистой перфузии в критический период восстановление тканей и регенерация.[5][6] Вклад этой ишемии и последующей реперфузии в посттравматические скелетно-мышечные ткани неизвестен; однако вполне вероятно, что, как и ткань сердца и почек, ИР вносит значительный вклад в ткани фиброз.[7][8][9]

Определения

  • "Ишемия ": недостаточное кровоснабжение органа или части тела.
  • "Реперфузия ": восстановление кровотока к органу или ткани после блокировки.

Механизмы и фундаментальная наука

ИК и биомаркеры

Уровень лактата в сыворотке крови является косвенным показателем оксигенации тканей. Когда ткани не имеют адекватной доставки кислорода (т.е. являются ишемическими), они возвращаются к менее эффективным метаболическим процессам, производя молочную кислоту.

Миоглобин выделяется из поврежденной мышцы, как и в случае ишемии.

Креатинин сыворотки и уровень азота мочевины могут быть повышены в условиях: острая травма почек.

ИК и эпигенетика

Основная статья: Эпигенетика

IR и стволовые клетки

Основная статья: Стволовые клетки

Хотя некоторые исследования предполагают возможное положительное влияние мезенхимальные стволовые клетки при реперфузионном повреждении сердца и почек,[10][11] на сегодняшний день никто не исследовал роль стволовых клеток в мышечной ткани, подвергшейся ишемии-реперфузии.

Стволовые клетки участвуют в регенерации скелетных мышц после травм и взрывов, и было показано, что они оттачивают мышцы, поврежденные после физических упражнений.

Клинические последствия

  • Системные эффекты ИК-травмы

Во время ишемии продукты распада клеток накапливаются в местных тканях. После реперфузии эти клеточные продукты возвращаются в системный кровоток и попадают в другие органы. Органы, участвующие в фильтрации (например, почки и печень), могут быть перегружены из-за высокой нагрузки продуктов распада клеток и сами травмы лица (например, острое повреждение почек).

После ишемии реперфузия вызывает местный отек тканей. Ткань, которая набухает в ограниченном пространстве (например, мышца в покрывающей ее фасции), в этой ситуации восприимчива к компартмент-синдрому. Понимая это, хирурги часто профилактически высвобождают (то есть надрезают) фасцию фасциальных отделов руки и ноги после восстановления проксимального повреждения сосудов.

Жгуты

Основная статья: Жгут
  • Пневматический / хирургический

Пневматические хирургические жгуты часто применяются в контролируемой среде операционной, чтобы контролировать кровопотерю во время операции на верхних или нижних конечностях. Помимо снижения кровопотери, это улучшает визуализацию и эффективность хирургического вмешательства. Существуют современные образцы самых разных размеров, подходящие для разных пациентов и мест применения, с манжетами для взрослых примерно 4 дюйма шириной. Это распределяет давление, как правило, на более широкую территорию, чем полевые (аварийные, боевые) жгуты. Манжета обычно прикрепляется к регулируемому пневматическому насосу со встроенным таймером. Время хирургического наложения жгута более двух часов было связано с повышенным риском повреждения нервов (например, нейропраксия ), что, вероятно, связано как с прямым сдавлением нерва, так и со снижением артериального притока и оксигенации. Ишемическое-реперфузионное повреждение, связанное с хирургическим жгутом, обычно не проявляется клинически при использовании менее двух часов.

  • Поле / Бой

Аварийные полевые жгуты использовались на протяжении многих столетий, и в недавних боевых операциях в Афганистане и Ираке они стали возрождаться, а также стали широко применяться при травмах гражданского населения и при массовых жертвах. Целесообразное и широко распространенное использование жгута в современных условиях боя часто упоминается как основной фактор увеличения выживаемости после серьезной травмы на поле боя. Эти жгуты часто имеют ширину 1-2 дюйма, что концентрирует давление на узкой полосе 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 контроля кровотечения (например, возвышение или прямое давление на рану) не дали результата, за исключением случаев, когда время не позволяет ждать. Как правило, ткань дистальнее полевого жгута, наложенного более 6 часов, считается нежизнеспособной.

  • Эквиваленты жгутов

Точно так же, как внешние компрессионные жгуты уменьшают или устраняют артериальный кровоток, пережатие аорты имеет тот же эффект. В реанимационная эндоваскулярная баллонная окклюзия аорты Устройство (REBOA) также достигает этого. По своей конструкции эти устройства вызывают ишемию нижних конечностей (как вторичный эффект или, реже, как их основное применение). Освобождение поперечного зажима или удаление REBOA инициирует реперфузию, и может последовать ИК-повреждение нижних конечностей.

Подходы к лечению

Доступные модели животных с ИК-обследованием задней конечности представляют собой перевязку артерий или наложение жгута (с помощью резиновой ленты или Уплотнительное кольцо ).[12][13]Возможные методы лечения включают применение лекарственного средства / ингибитора связанного пути ИР и клеточная терапия. Исследование было выполнено для p53 в активации некроза. В течение окислительный стресс, p53 накапливается в митохондриальный матрикс и триггеры митохондриальная проницаемость переходная пора (PTP) открытие. В конце концов, некроз происходит за счет физического взаимодействия с регулятором PTP. циклофилин D (CypD). Митохондриальная ось p53-CypD является важным участником некроза, вызванного окислительным стрессом, и участвует в патологии заболевания и возможном лечении.[14][15] Циклоспорин А, известный как мощный ингибитор открытия пор митохондриальной проницаемости (mPTP) и чрезвычайно эффективный в защите кардиомиоциты от IR, нормализовалось производство ROS, уменьшилось воспаление и восстановилось митохондриальное сцепление во время пережатия аорты в модели IR задних конечностей крысы.[16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Эльцшиг, Х. И Т. Экл (2011). «Ишемия и реперфузия - от механизма к трансляции». Нат Мед. 17 (11): 1391–401. Дои:10,1038 / нм 2507. ЧВК  3886192. PMID  22064429.
  2. ^ Зук А. и Бонвентре Дж. В. (2016). «Острая травма почек». Анну Рев Мед. 67: 293–307. Дои:10.1146 / annurev-med-050214-013407. ЧВК  4845743. PMID  26768243.
  3. ^ Загер, Р.А. И А.С. Джонсон (2009). «Ишемия-реперфузия почек активирует гистон-модифицирующие ферментные системы и изменяет экспрессию гистонов в провоспалительных / профибротических генах». Am J Physiol Renal Physiol. 296 (5): F1032 – F1041. Дои:10.1152 / айпренал.00061.2009. ЧВК  2681356. PMID  19261745.
  4. ^ Pincez, T .; и другие. (2016). «[Легочные осложнения серповидноклеточной анемии у детей]». Arch Pediatr. 23 (10): 1094–1106. Дои:10.1016 / j.arcped.2016.06.014. PMID  27642150.
  5. ^ Barritault, D .; и другие. (2016). «Матричная терапия на основе RGTA® - новое направление регенеративной медицины в локомоции». Суставная кость позвоночника. 84 (3): 283–292. Дои:10.1016 / j.jbspin.2016.06.012. PMID  27663756.
  6. ^ Стрейно, С .; и другие. (2004). «Усиление артериогенеза и заживления ран у мышей MDX с дефицитом дистрофина». Тираж. 110 (21): 3341–3348. Дои:10.1161 / 01.CIR.0000147776.50787.74. PMID  15545520.
  7. ^ Топрак, Г .; и другие. (2013). «Фиброз при подтипах сердечной недостаточности». Eur Rev Med Pharmacol Sci. 17 (17): 2302–9. PMID  24065222.
  8. ^ Kamata, S .; и другие. (2014). «Улучшение терапии листом сердечных стволовых клеток при хроническом ишемическом повреждении путем добавления трансплантации эндотелиальных клеток-предшественников: анализ региональной сердечной функции, специфичной для слоев». Трансплантация клеток. 23 (10): 1305–19. Дои:10.3727 / 096368913X665602. PMID  23562134.
  9. ^ Капицинов П.П .; и другие. (2014). «Эндотелиальный HIF-2 обеспечивает защиту и восстановление после ишемического повреждения почек». J Clin Invest. 124 (6): 2396–2409. Дои:10.1172 / JCI69073. ЧВК  4092875. PMID  24789906.
  10. ^ ван дер Споэль Т.И. (сентябрь 2011 г.). «Актуальность доклинических исследований в области терапии стволовыми клетками для человека: систематический обзор и метаанализ крупных животных моделей ишемической болезни сердца». Cardiovasc Res. 91 (4): 649–58. Дои:10.1093 / cvr / cvr113. PMID  21498423.
  11. ^ Чжао JJ (январь 2014 г.). «Защита мезенхимальных стволовых клеток при остром повреждении почек». Мол Мед Реп. 9 (1): 91–96. Дои:10.3892 / mmr.2013.1792. PMID  24220681.
  12. ^ Tan, X .; и другие. (2016). «Ангиопоэтин-2 ослабляет рост коллатеральных артерий, связанный с подавлением инфильтрации макрофагов при ишемии задних конечностей мыши». J Transl Med. 14 (1): 306. Дои:10.1186 / s12967-016-1055-х. ЧВК  5080762. PMID  27784306.
  13. ^ Wu, J .; и другие. (2015). «Ингибитор-1 активатора плазминогена ингибирует ангиогенную передачу сигналов путем разъединения перекрестной связи интегрина рецептора-2-alphaVbeta3 фактора роста эндотелия сосудов». Артериосклер Thromb Vasc Biol. 35 (1): 111–20. Дои:10.1161 / ATVBAHA.114.304554. ЧВК  4270947. PMID  25378411.
  14. ^ Васева, А.В .; и другие. (2012). "p53 открывает поры перехода митохондриальной проницаемости, чтобы вызвать некроз". Клетка. 149 (7): 1536–48. Дои:10.1016 / j.cell.2012.05.014. ЧВК  3383624. PMID  22726440.
  15. ^ Alam, M.R .; Д. Баец; М. Овизе (2015). «Циклофилин D и ишемия-реперфузионное повреждение миокарда: свежий взгляд». J Mol Cell Cardiol. 78: 80–9. Дои:10.1016 / j.yjmcc.2014.09.026. PMID  25281838.
  16. ^ Pottecher, J .; и другие. (2013). «Циклоспорин А нормализует митохондриальное сцепление, производство активных форм кислорода и воспаление и частично восстанавливает максимальную окислительную способность скелетных мышц при экспериментальном пережатии аорты». J Vasc Surg. 57 (4): 1100–1108 e2. Дои:10.1016 / j.jvs.2012.09.020.