심장 수술 후 급성신장손상(AKI) 발생에서 미토콘드리아 기능부전의 역할 (MIT-CEC)

심장 수술 및 급성 신부전(AKI) 수술 후:

AKI는 심장 수술 직후 발생률이 5~40%인 빈번한 합병증입니다. KDIGO 기준(Kidney Disease: Improving Global Outcomes)은 이 환자 집단에서 검증된 예후 가치 때문에 심장 수술에서 AKI를 정의하는 데 사용됩니다. 중증도가 낮더라도 수술 후 AKI의 발생은 입원 기간과 사망률의 상당한 증가를 동반합니다. 심장 수술에서 AKI 위험 요인은 수술 전 환자의 불안정한 임상 조건, 복잡한 수술 상황, 수술 절차, 특히 120분 이상의 체외 순환(ECC) 기간 및 수술 후 발생과 관련이 있습니다. 순환 부전.

AKI 및 염증 반응:

심장 수술에서 수술 후 AKI와 관련된 메커니즘은 낮은 심박출량, 허혈 재관류 손상(IRI), 기계적 혈관 내 용혈, 저체온증 및 ECC에 의한 신경 내분비 시스템의 활성화입니다.

또한, ECC는 ECC 회로 및 세포막과의 혈액 접촉에 대한 2차 염증 반응을 유발합니다. 면역적격 세포의 2차 자극은 NFκB 인자로서 핵 전사 인자의 활성화를 통해 많은 사이토카인 및 전염증성 매개체의 분비를 수반합니다.

프랑스에서 매년 수행되는 50,000 ECC 중 약 25%의 환자가 SIRS(Systemic Inflammatory Response Syndrome)로 발전합니다. 대부분 일시적이지만 SIRS는 특히 환자가 제2형 당뇨병의 병력이 있는 경우 심화되어 다발성 부전 및 사망으로 이어질 수 있습니다. 수술 후 혈장 사이토카인 수치의 증가는 AKI의 발생과 사망 위험에 긍정적인 예측 가치가 있습니다.

NLRP3 inflammasome 및 ECC 후 염증 반응의 프라이밍:

핵 전사 인자(NFκB)에 의한 활성화 외에도 염증 증후군은 인플라마좀이라고 하는 다중 단백질 플랫폼의 활성화에 이차적으로 발생할 수 있습니다.

NLRP3 inflammasome의 활성화는 다중 만성 염증성 병리, 감염 및 심장 대사 질환과의 연관성 때문에 인간에서 특히 연구되었습니다. 그것의 활성화는 NOD 유사 수용체(NLR) 유형, ASC 유사 어댑터 단백질 및 프로 카스파제-1과 같은 세포내 수용체의 조합입니다.

이 어셈블리는 염증 반응의 조율에 참여하는 성숙한 전염증성 사이토카인에서 pro-interleukins IL-1β 및 IL-18의 절단을 담당하는 염증성 카스파제(특히 caspase-1)를 활성화합니다.

NLRP3 inflammasome의 활성화는 NLRP3 및 pro-cytokines IL1β 및 IL18 발현을 증가시키는 사전 프라이밍을 필요로 합니다. 이 프라이밍은 미토콘드리아 기능 장애와 활성산소종(ROS)의 증가가 있을 때 특히 강렬합니다. 다음으로, NLRP3 인플라마좀의 활성화는 NLRP3 수용체에 의해 인식되는 세포 및 미토콘드리아 파편(미토콘드리아 DNA 포함)과 같은 세포 손상으로 인한 위험 신호의 존재에 부차적일 수 있습니다. 따라서 수술 전 미토콘드리아 기능 장애와 ECC에 의해 유도된 IRI로 인한 ECC에 의한 수술 후 악화는 NLRP3 인플라마솜 활성화의 강력한 신호를 나타냅니다.

연구 가설:

가설은 수술 전 미토콘드리아 기능 장애에 의한 NLRP3 inflammasome의 수술 전 프라이밍이 ECC로 심장 수술 후 수술 후 AKI의 발생을 선호하는 요인이라는 것입니다.

제2형 당뇨병 환자의 경우, 연구자들은 수술 전 미토콘드리아 기능 장애(미토콘드리아 호흡 이상 및 미토콘드리아 막의 과투과성)가 ECC에 의해 유도된 IRI 악화를 강조한다고 생각합니다.

이것은 NLRP3 inflammasome의 활성화를 유지하는 세포 및 미토콘드리아 파편의 수술 후 방출을 증가시켜 염증 반응을 악화시키고 AKI의 발생을 촉진합니다.