.: DERLEME
Miyokardiyal ve Renal İskemi/Reperfüzyon Zedelenmesi ve Deneysel Modelleri
Myocardial and Renal Ischemia/Reperfusion Injury and Experimental Models: Review
Turkiye Klinikleri J Pharm Sci. 2016;5(2):93-109
doi: 10.5336/pharmsci.2015-47990
Makale Dili: TR
Tam Metin
ÖZET
Doku iskemisi, miyokard infarktüsu ve inme gibi klinik durumlarda ya da damar cerrahisi ve organ transplantasyonunda komplikasyon olarak ortaya çıkabilen bir durumdur. Reperfuzyon, iskemiye maruz kalan dokunun yeniden kanlanarak oksijenlenmesidir. İskemi/reperfuzyon (İ/R) zedelenmesi, kan akışının yeniden düzenlenmesiyle gelişen inflamatuar tepkilerin bir sonucudur. Erken evrede glikoliz yoluyla laktat üretimi sonucu hucre ici pH değeri duşer. Hücreleri nekroza karşı koruyan bu düşüş, reperfuzyon sırasında normal pH değerine yükseldiğinde iskemik hücrelerin olumunu hızlandırır. Orta evre ise oksidatif stres ile belirgindir. Oksidatif stres belli bir eşiği aşarsa hücresel işlev bozukluğu, geri döndürülemez zedelenme ve hücre olumu gercekleşir. Geç evrede, inflamatuar hücreler ve adezyon molekülleri baskındır. Birçok inflamatuar molekül tarafından uyarılan notrofil etkinliği İ/R sureci boyunca görülür. Miyokardiyal İ/R zedelenmesi miyokardiyal sersemleme (stunning), reperfüzyon aritmileri, miyositlerde nekroz ile koroner endotelyal ve mikrovasküler işlev bozukluğu gibi istenmeyen durumların ortaya çıkmasına yol açabilir. Deneysel olarak çalışılan konular miyokardiyal sersemleme, hibernasyon, reperfuzyon aritmileri ve ön koşullamadır. Akut renal yetmezlik (ARY) insanlarda yüksek mortalite ile ilişkili major bir böbrek hastalığıdır. Kalp debisinin azalması, renal vasküler okluzyon veya obstruksiyon ile renal transplantasyon gibi durumların neden olduğu iskemi, ARY gelişmesine neden olabilir. Deneysel olarak çift taraflı (bilateral) ve tek taraflı (unilateral) renal İ/R zedelenmesi oluşturulabilmektedir. Çift taraflı iskemik ARY modeli insandaki patolojik duruma çok daha uygun olmasından dolayı yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, ilaçların miyokardiyal veya renal İ/R zedelenmesine bağlı olarak gelişen fizyopatolojik değişiklikler üzerindeki etkilerinin araştırılması amacıyla kullanılan deneysel modeller üzerinde durulmuştur.
Anahtar Kelimeler: İskemi; reperfüzyon hasarı; oksidatif stres; inflamasyon; miyokardiyal reperfüzyon hasarı; akut böbrek hasarı
Doku iskemisi, miyokard infarktüsu ve inme gibi klinik durumlarda ya da damar cerrahisi ve organ transplantasyonunda komplikasyon olarak ortaya çıkabilen bir durumdur. Reperfuzyon, iskemiye maruz kalan dokunun yeniden kanlanarak oksijenlenmesidir. İskemi/reperfuzyon (İ/R) zedelenmesi, kan akışının yeniden düzenlenmesiyle gelişen inflamatuar tepkilerin bir sonucudur. Erken evrede glikoliz yoluyla laktat üretimi sonucu hucre ici pH değeri duşer. Hücreleri nekroza karşı koruyan bu düşüş, reperfuzyon sırasında normal pH değerine yükseldiğinde iskemik hücrelerin olumunu hızlandırır. Orta evre ise oksidatif stres ile belirgindir. Oksidatif stres belli bir eşiği aşarsa hücresel işlev bozukluğu, geri döndürülemez zedelenme ve hücre olumu gercekleşir. Geç evrede, inflamatuar hücreler ve adezyon molekülleri baskındır. Birçok inflamatuar molekül tarafından uyarılan notrofil etkinliği İ/R sureci boyunca görülür. Miyokardiyal İ/R zedelenmesi miyokardiyal sersemleme (stunning), reperfüzyon aritmileri, miyositlerde nekroz ile koroner endotelyal ve mikrovasküler işlev bozukluğu gibi istenmeyen durumların ortaya çıkmasına yol açabilir. Deneysel olarak çalışılan konular miyokardiyal sersemleme, hibernasyon, reperfuzyon aritmileri ve ön koşullamadır. Akut renal yetmezlik (ARY) insanlarda yüksek mortalite ile ilişkili major bir böbrek hastalığıdır. Kalp debisinin azalması, renal vasküler okluzyon veya obstruksiyon ile renal transplantasyon gibi durumların neden olduğu iskemi, ARY gelişmesine neden olabilir. Deneysel olarak çift taraflı (bilateral) ve tek taraflı (unilateral) renal İ/R zedelenmesi oluşturulabilmektedir. Çift taraflı iskemik ARY modeli insandaki patolojik duruma çok daha uygun olmasından dolayı yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, ilaçların miyokardiyal veya renal İ/R zedelenmesine bağlı olarak gelişen fizyopatolojik değişiklikler üzerindeki etkilerinin araştırılması amacıyla kullanılan deneysel modeller üzerinde durulmuştur.
Anahtar Kelimeler: İskemi; reperfüzyon hasarı; oksidatif stres; inflamasyon; miyokardiyal reperfüzyon hasarı; akut böbrek hasarı
ABSTRACT
Tissue ischemia is a condition that can occur with clinical conditions like myocardial infarction and stroke or as a complication of vascular surgery and organ transplantation. Reperfusion is reoxygenation of tissue exposed to ischemia by restoration of blood flow. Ischemia/reperfusion (I/R) injury is a consequence of inflammatory reaction induced by modulating blood flow. Intracellular pH falls as a result of lactate production through glycolysis at early stage. The decrease protecting cells against necrosis accelerates ischemic cell death at normal pH value during reperfusion. Intermediate phase is characterized by oxidative stress. If oxidative stress exceeds a certain threshold, cellular dysfunction, irreversible injury, and cell death occurs. At the late stage, inflammatory cells and adhesion molecules are dominant. Neutrophil activity stimulated by many inflammatory molecules occurs during I/R. Myocardial I/R injury may lead to several undesirable conditions like myocardial stunning, reperfusion arrhythmias, myocyte necrosis, and endothelial and coronary microvascular dysfunction. The main issues studied experimentally are myocardial stunning, hibernation, reperfusion arrhythmias, and preconditioning. Decreased cardiac output, renal vascular occlusion or obstruction, and certain conditions like renal transplantation may arise ischemia leading to acute renal failure (ARF), a major renal disease associated with a high mortality rate in humans. Bilateral and unilateral renal I/R injury can be induced by experimentally. Bilateral ischemic ARF model is used more widely due to its suitability to the pathologic condition in humans. This review will focus on the experimental methods used to investigate effects of drugs on the physiopathological changes induced by myocardial or renal I/R injury.
Keywords: Ischemia; reperfusion injury; oxidative stress; inflammation; myocardial reperfusion injury; acute kidney injury
Tissue ischemia is a condition that can occur with clinical conditions like myocardial infarction and stroke or as a complication of vascular surgery and organ transplantation. Reperfusion is reoxygenation of tissue exposed to ischemia by restoration of blood flow. Ischemia/reperfusion (I/R) injury is a consequence of inflammatory reaction induced by modulating blood flow. Intracellular pH falls as a result of lactate production through glycolysis at early stage. The decrease protecting cells against necrosis accelerates ischemic cell death at normal pH value during reperfusion. Intermediate phase is characterized by oxidative stress. If oxidative stress exceeds a certain threshold, cellular dysfunction, irreversible injury, and cell death occurs. At the late stage, inflammatory cells and adhesion molecules are dominant. Neutrophil activity stimulated by many inflammatory molecules occurs during I/R. Myocardial I/R injury may lead to several undesirable conditions like myocardial stunning, reperfusion arrhythmias, myocyte necrosis, and endothelial and coronary microvascular dysfunction. The main issues studied experimentally are myocardial stunning, hibernation, reperfusion arrhythmias, and preconditioning. Decreased cardiac output, renal vascular occlusion or obstruction, and certain conditions like renal transplantation may arise ischemia leading to acute renal failure (ARF), a major renal disease associated with a high mortality rate in humans. Bilateral and unilateral renal I/R injury can be induced by experimentally. Bilateral ischemic ARF model is used more widely due to its suitability to the pathologic condition in humans. This review will focus on the experimental methods used to investigate effects of drugs on the physiopathological changes induced by myocardial or renal I/R injury.
Keywords: Ischemia; reperfusion injury; oxidative stress; inflammation; myocardial reperfusion injury; acute kidney injury
.: İşlem Listesi