Ischemische postconditionering op afstand verhoogt HIF-1α-plasmaspiegels en verbetert hartmarkers na hartchirurgie

Hartchirurgie met cardiopulmonale bypass (CPB) wordt in verband gebracht met ischemie-reperfusie (I-R) letsel. Acuut myocardletsel na hartchirurgie wordt in verband gebracht met verhoogde mortaliteit en morbiditeit. In 1993 werd gemeld dat een korte occlusie van de circumflexarterie de grootte van het myocardinfarct verkleint, veroorzaakt door een definitieve occlusie van de linker anterieure dalende slagader, een fenomeen dat ischemische preconditionering op afstand (RIPC) wordt genoemd. Deze benadering verleent weerstand tegen daaropvolgende ischemische episodes in afgelegen organen, mogelijk door beschermende mediatoren over te dragen via humorale, neuronale en systemische mechanismen, maar de betrokken mechanismen zijn nog niet volledig bekend. Een recente studie heeft aangetoond dat cardioprotectie geïnduceerd door RIPC de mitochondriën een belangrijk subcellulair effectororganel lijkt te zijn. Er is gemeld dat RIPC een potentiële beschermende benadering zou kunnen zijn voor peri-operatieve complicaties. Daarom zijn de effecten op myocardletsel en de klinische uitkomst bij patiënten die on-pump cardiale chirurgie (OPCS) ondergaan niet doorslaggevend. In de huidige studie hebben we een gerandomiseerde klinische studie uitgevoerd bij patiënten die OPCS ondergingen door toepassing van ischemische postconditionering op afstand (RIP), een alternatief voor ischemische preconditionering op afstand. RIP kan worden toegepast in verschillende klinische situaties, medisch of chirurgisch, wanneer reperfusie wordt geïnitieerd en geassocieerd met acidose, vorming van stikstofmonoxide, mitochondriale permeabiliteitsovergang porieremming en vorming van reactieve zuurstofspecies. In de huidige studie hebben we gekozen voor postconditionering op afstand, omdat we speculeren over mogelijke verliezen van plasma-effectoren tijdens CPB-procedures met behulp van polyvinylchloride (PVC) buizen. Omdat, wanneer bloed wordt blootgesteld aan het PVC-oppervlak, de plasma-eiwitten kunnen worden geadsorbeerd. Ook om de bloedings- of hemodilutie-effecten op de potentiële beschermende plasma-effectorniveaus tijdens CPB te minimaliseren.

Blootstelling van weefsel aan een lage O2-concentratie start een hypoxische respons van de hypoxie-induceerbare factor 1 (HIF-1), een transcriptiefactor-heterodimeer, bestaande uit een O2-gereguleerde HIF-1α-subeenheid en een constitutief tot expressie gebrachte HIF-1β-subeenheid die bindt aan de consensus sequentie 5'-RCGTG-3', die aanwezig is in de buurt van HIF-1-gereguleerde genen. HIF-1α-eiwitstabiliteit wordt opgereguleerd als reactie op hypoxie. HIF-1α-eiwitstabiliteit wordt negatief gereguleerd door O2-afhankelijke prolylhydroxylering en wordt afgebroken onder normoxie door prolylhydroxylase. HIF-1α speelt een cruciale rol in de zoogdiercellen die genen activeren die associëren met angiogenese, ischemie, energiemetabolisme en celcyclus.

Het doel van deze studie, uitgevoerd bij patiënten die OPCS ondergingen, was de bepaling van het tijdsverloop van HIF-1α-plasmaspiegels als reactie op RIP en de mogelijke correlatie tussen aorta-kruisklemtijd en HIF-1α-plasmaspiegels in beide groepen. De rol van HIF-1α bij ischemische conditionering op afstand (pre of post) is zeer weinig bekend. Daarom hebben we de hypothese getest dat RIP cardiale bescherming induceert na OPCS en dat dit geassocieerd is met een toename van HIF-1α-plasmaspiegels.