Vliv intermitentní hypoxie na ischemicko-reperfuzní poranění u zdravých jedinců

Ischemická choroba srdeční představuje nejběžnější formu kardiovaskulárního onemocnění a hlavní příčinu úmrtnosti ve Spojených státech. Ischemická choroba srdeční vzniká z nedostatečného zásobení koronárních tepen krví. Zatímco okamžitá reperfuze tkání představuje léčbu první linie pro ischemii, obnovení průtoku krve způsobuje další poškození endoteliálních buněk, které vystýlají krevní cévy. K těžké endoteliální dysfunkci dochází paradoxně během počátečního období reperfuze, částečně v důsledku oxidačního stresu způsobeného výbuchem reaktivních forem kyslíku a snížením biologické dostupnosti oxidu dusnatého. Ischemicko-reperfuzní poškození představuje poškození endotelu způsobené kombinovanými účinky ischemie a reperfuze. Ischemicko-reperfuzní poškození myokardu indukuje koronární endoteliální dysfunkci, která zase podporuje infarkt myokardu. K prevenci poškození myokardu u pacientů s ischemickou chorobou srdeční jsou tedy naléhavě nutné intervence určené ke zmírnění účinku ischemicko-reperfuzního poškození.

Endoteliální funkce a. brachialis silně koreluje s endoteliální funkcí koronární arterie. V souladu s tím mohou měření funkce brachiální artérie, jako je průtokem zprostředkovaná dilatace, působit jako náhrada endoteliální funkce koronární artérie. Průtokem zprostředkovaná dilatace, indikátor endoteliální funkce závislé na oxidu dusnatém, představuje dilataci brachiální tepny po zvýšení průtoku krve a smykového napětí vyvolaného přechodným obdobím ischemie. Standardní model ischemicko-reperfuzního poškození spočívá v uzavření průtoku krve do paže po dobu 20 minut. Tato prodloužená okluze předloktí způsobuje u mladých jedinců snížení průtokem zprostředkované dilatace v rozmezí od 30 do 50 % po dobu alespoň 30 minut po reperfuzi.

Lokální ischemická preconditioning nabízí ochranu před ischemicko-reperfuzním poškozením. Ischemické předkondicionování spočívá ve vystavení jedince opakovaným krátkým obdobím ischemie, vyvolané nafouknutím manžety na horní části paže, před ischemicko-reperfuzním poraněním. Ischemické předkondicionování (3 cykly 5minutové ischemie následované 5 minutami reperfuze) aplikované bezprostředně před ischemicko-reperfuzním poškozením zabraňuje snížení průtokem zprostředkované dilatace u zdravých jedinců, což naznačuje, že ischemická preconditioning by mohla být protektivní u pacientů s akutní ischemií, která se blíží podstoupit terapeutickou reperfuzi. Zdá se, že ochrana poskytovaná ischemickým předkondicionováním závisí na aktivaci draslíkového kanálu citlivého na adenosintrifosfát. Proto ischemická prekondicionace zmírňuje narušenou endoteliálně závislou dilataci z následného, ​​prodlouženého ischemicko-reperfuzního poškození u lidí.

Intermitentní hypoxie představuje potenciální systémovou strategii k prevenci snížení průtokem zprostředkované dilatace po ischemicko-reperfuzním poškození. Přerušované dýchání mírně hypoxického vzduchu stimuluje dilataci závislou na endotelu a zabraňuje dysfunkci endotelu produkcí reaktivních forem kyslíku a zvýšením biologické dostupnosti oxidu dusnatého. Krátká období intermitentní hypoxie na zvířecích modelech indukují ischemické předkondicionování a chrání srdce před následným infarktem. Přerušovaná úprava hypoxie sestávající z 5–8 cyklů/den po dobu 5–10 minut/cyklus s frakcí vdechovaného kyslíku 9,5–10 % proložená 4minutovou normoxií po dobu 20 dnů skutečně chránila dilataci koronárních cév závislou na endotelu. a systémové tepny u potkanů ​​prostřednictvím aktivace procesů volných radikálů. Navíc intermitentní hypoxie skládající se z 5 cyklů 6minutové hypoxie při koncentraci kyslíku 6 % proložené 6 minutami expozice vzduchu v místnosti po dobu 1 hodiny významně snížila velikost infarktu v srdcích od myší, když byla provedena 24 hodin před ischemicko-reperfuzním poškozením ve spojení s expresí hypoxií indukovatelného faktoru. Intermitentní hypoxie může proto vyvolat ochranu prostřednictvím systémové reakce představující odlišný mechanismus od lokální ochranné reakce vyvolané krátkým ischemickým předkondicionováním.

Zdravé stárnutí má za následek větší pokles průtokem zprostředkované dilatace po okluzi průtoku krve. U mužů středního věku bylo skutečně pozorováno snížení průtokem zprostředkované dilatace v rozmezí od 50 do 68 % v důsledku dalšího oxidačního stresu a snížené biologické dostupnosti oxidu dusnatého. Zatímco ischemická preconditioning zabránila poklesu průtokem zprostředkované dilatace u mladých zdravých jedinců, preventivní efekt ischemické preconditioningu proti ischemicko-reperfuznímu poškození byl u starších jedinců zrušen. Ischemická preconditioning však významně zmírnila pokles průtokem zprostředkované dilatace u starších pacientů s aterosklerózou.