De reactiviteit van witte bloedcellen na chirurgisch trauma en bijbehorende regulerende mechanismen.

Chirurgisch trauma veroorzaakt het vrijkomen van met schade geassocieerde moleculaire patronen (DAMPs) en andere alarmfactoren (bijv. HMGB-1) gericht op receptoren op lokale cellen van het aangeboren immuunsysteem, zoals macrofagen. Deze cellulaire reactie op trauma wordt gevolgd door een snelle afgifte van een reeks ontstekingsmediatoren (bijv. TNFa, IL-1B, IL-6, IL-8, IL-10) zijn afhankelijk van intracellulaire activering van nucleaire factor NF-kB. Tot voor kort werd aangenomen dat de hersenen beschermd zijn tegen deze cascade van ontstekingsmediatoren, voornamelijk als gevolg van een intacte bloed-hersenbarrière (BBB). Er is nu echter een groeiend aantal bewijzen dat aantasting van de hersenfuncties op de lange termijn geassocieerd is met door trauma geïnduceerde activering van het aangeboren immuunsysteem van de hersenen, met daaropvolgende aantasting van hogere cognitieve processen en het risico op latere permanente dementie. Toch wordt het verband tussen systemische ontsteking en cognitieve stoornissen niet volledig begrepen.

Recente onderzoeken hebben de periferie-naar-hersensignalering na chirurgisch trauma en de impact van groot chirurgisch trauma op het menselijk brein in kaart gebracht door middel van seriële PET-beeldvorming. Bij een reeks chirurgische patiënten zijn diepgaande en bifasische veranderingen in de immuunactiviteit van de hersenen na een operatie aangetoond na een grote buikoperatie met tekenen van vroege depressie, gevolgd door een verhoogde immuunactiviteit 3 ​​maanden postoperatief. Deze tweefasige veranderingen in de immuniteit van de hersenen lijken samen te hangen met gelijktijdige veranderingen in de immuunreactiviteit van het volbloed tegen LPS, wat duidt op een nauw verband tussen hersenen en perifere immuunsystemen bij de regulatie van acute ontstekingen en immuunreacties. Preklinisch werk in chirurgische diermodellen duidt op verstoring van de BBB, waarbij migratie van perifere macrofagen naar de hersenen een route van potentieel belang is. Bewijs uit een orthopedisch chirurgiemodel bij muizen van door trauma geïnduceerde veranderde hippocampale neuro-immuunactiviteit roept verder de vraag op of perifere markers van neurodegeneratie (S100b, neurofilament light NFL, ptau, beta-amyloïde) geassocieerd zijn met POCD.

De immuunregulerende rol van de hersenen via de cholinerge ontstekingsremmende reflexroute (gemedieerd door de nervus vagus) is geïdentificeerd als potentieel doelwit voor immuunmodulerende behandelingsstrategieën bij systemische ontstekingen. We hebben bovendien een duidelijke afgifte aangetoond van ontstekingsmediatoren in het menselijke halsslagaderlichaam bij hypoxie en genexpressie gerelateerd aan ontstekingsmediatoren, wat een potentiële rol van het menselijke halsslagaderlichaam in de immuunsignalering van de periferie naar de hersenen suggereert. Modulatie van een van de nervus vagus afkomstige ontstekingsreflexroute door elektrische stimulatie is onlangs met succes toegepast bij de behandeling van chronische ontstekingen bij patiënten met reumatoïde artritis.

De hypothese is dat de activiteit van de nervus vagus de systemische ontsteking moduleert bij patiënten na een grote operatie en dat deze modulatie geassocieerd is met cognitieve prestaties in de postoperatieve periode.

Met een uitgebreider begrip van immuun-naar-hersensignalering na chirurgisch trauma en hoe dit bifasische ontstekingsreactiepatroon wordt gereguleerd door cellulaire en neuronale componenten, kan de impact van immuunmodulatie op sleutelprocessen achter door operaties veroorzaakte hersendisfunctie worden onderzocht en mogelijk neurale en humorale doelen voor relevante ontstekingsremmende behandelingen vastgesteld.

Bij buikoperatiepatiënten zullen we de inflammatoire periferie-hersencommunicatie in kaart brengen door beschrijving van de temporele associatie tussen hersenregulatie van perifere immuniteit (d.w.z. temporele veranderingen in vagale zenuwactiviteit zoals gemeten door seriële metingen van hartslagvariabiliteit), herhaalde bloedreactiviteit op LPS door seriële ex vivo LPS-uitdaging en gelijktijdige plasma/serum-gedragen inflammatoire en hersenletsel-biomarkers van het CZS om de impact van veranderingen in de systemische en hersenimmuunfunctie na een operatie op de cognitieve prestaties op de lange termijn te onderzoeken.