Jaksottaisen hypoksian vaikutus iskemia-reperfuusiovaurioon terveillä yksilöillä

Iskeeminen sydänsairaus on yleisin sydän- ja verisuonitaudin muoto ja pääasiallinen kuolinsyy Yhdysvalloissa. Iskeeminen sydänsairaus johtuu sepelvaltimoiden riittämättömästä verenkierrosta. Vaikka kudosten välitön reperfuusio on ensilinjan iskemian hoito, verenvirtauksen palautuminen aiheuttaa lisävaurioita verisuonia peittäville endoteelisoluille. Todellakin, vakavaa endoteelin toimintahäiriötä esiintyy paradoksaalisesti reperfuusion alkuvaiheessa, osittain johtuen oksidatiivisesta stressistä, joka johtuu reaktiivisten happilajien muodostumisen puhkeamisesta ja typpioksidin biologisen hyötyosuuden vähenemisestä. Iskemia-reperfuusiovaurio edustaa iskemian ja reperfuusion yhteisvaikutusten aiheuttamaa endoteelivauriota. Sydänlihaksen iskemia-reperfuusiovaurio aiheuttaa sepelvaltimon endoteelin toimintahäiriötä, mikä puolestaan ​​edistää sydäninfarktia. Siten interventioita, jotka on suunniteltu heikentämään iskemia-reperfuusiovaurion vaikutusta, tarvitaan kiireellisesti sydänlihasvaurion estämiseksi potilailla, joilla on iskeeminen sydänsairaus.

Olkavaltimon endoteelitoiminto korreloi voimakkaasti sepelvaltimon endoteelitoiminnan kanssa. Vastaavasti olkavarsivaltimon toiminnan mittaukset, kuten virtausvälitteinen laajentuminen, voivat toimia sepelvaltimon endoteelitoiminnan korvikkeena. Virtausvälitteinen laajentuminen, typpioksidista riippuvaisen endoteelin toiminnan indikaattori, edustaa olkavarsivaltimon laajentumista verenvirtauksen lisääntymisen ja ohimenevän iskemiajakson aiheuttaman leikkausjännityksen seurauksena. Iskemia-reperfuusiovaurion standardimalli koostuu verenvirtauksen tukkeutumisesta käsivarteen 20 minuutin ajaksi. Tämä pitkittynyt kyynärvarren tukos vähentää virtausvälitteistä laajentumista 30-50 %:lla vähintään 30 minuutin ajan reperfuusion jälkeen nuorilla yksilöillä.

Paikallinen iskeeminen esikäsittely tarjoaa suojan iskemia-reperfuusiovauriota vastaan. Iskeeminen esihoito koostuu yksilön altistamisesta toistuville lyhyille iskemiajaksoille, jotka aiheutuvat täyttämällä olkavarren mansetti ennen iskemia-reperfuusiovauriota. Välittömästi ennen iskemia-reperfuusiovauriota suoritettu iskeeminen esihoito (3 sykliä 5 minuutin iskemiaa ja 5 minuutin reperfuusio) estää virtausvälitteisen laajentumisen vähenemisen terveillä yksilöillä, mikä viittaa siihen, että iskeeminen esihoito voi olla suojaava potilailla, joilla on akuutti iskemia. käydä läpi terapeuttinen reperfuusio. Iskeemisen esikäsittelyn tarjoama suoja näyttää riippuvan adenosiinitrifosfaattiherkän kaliumkanavan aktivaatiosta. Siksi iskeeminen esikäsittely heikentää heikentynyttä endoteeliriippuvaista laajentumista myöhemmästä, pitkittyneestä iskemia-reperfuusiovauriosta ihmisillä.

Ajoittainen hypoksia edustaa mahdollista systeemistä strategiaa estämään virtausvälitteisen laajentumisen väheneminen iskemia-reperfuusiovaurion jälkeen. Ajoittain hengitetty lievästi hypoksinen ilma stimuloi endoteeliriippuvaista laajentumista ja estää endoteelin toimintahäiriötä tuottamalla reaktiivisia happilajeja ja lisäämällä typpioksidin biologista hyötyosuutta. Lyhyet ajoittaisen hypoksian jaksot eläinmalleissa indusoivat iskeemisen esiehkäisyn ja suojaavat sydäntä myöhemmältä infarktilta. Itse asiassa ajoittainen hypoksian hoito, joka koostui 5-8 syklistä/päivä 5-10 minuuttia/sykli sisäänhengitetyn hapen osuudella 9,5-10 % ja väliin 4 minuutin normoksia 20 päivän aikana, suojasi sepelvaltimon endoteelistä riippuvaa laajentumista. ja systeemiset valtimot rotilla aktivoimalla vapaiden radikaalien prosesseja. Lisäksi ajoittainen hypoksia, joka koostui viidestä 6 minuutin hypoksiasyklistä 6 %:n happipitoisuudella ja 6 minuutin altistuksen kanssa huoneenilmalle 1 tunnin ajan, pienensi merkittävästi infarktin kokoa hiirten sydämissä, kun se tehtiin 24 tuntia ennen iskemia-reperfuusiovauriota. Hypoksian aiheuttaman tekijän ilmentymisen yhteydessä. Jaksottainen hypoksia voi siksi indusoida suojan systeemisen vasteen kautta, joka edustaa erillistä mekanismia lyhyen iskeemisen esikäsittelyn aiheuttamasta paikallisesta suojavasteesta.

Terve ikääntyminen vähentää enemmän virtausvälitteistä laajentumista verenvirtauksen tukkeutumisen jälkeen. Itse asiassa keski-ikäisillä miehillä havaittiin virtausvälitteisen laajentumisen vähenemistä 50–68 %, mikä johtui lisääntyvästä oksidatiivisesta stressistä ja typpioksidin biologisen hyötyosuuden vähenemisestä. Vaikka iskeeminen esihoito esti virtausvälitteisen laajentumisen vähenemisen nuorilla terveillä yksilöillä, iskeemisen esikäsittelyn ennaltaehkäisevä vaikutus iskemia-reperfuusiovauriota vastaan ​​poistettiin vanhemmilla yksilöillä. Iskeeminen esihoito kuitenkin vaimensi merkittävästi virtausvälitteisen laajentumisen vähenemistä vanhemmilla ateroskleroosipotilailla.