线粒体功能障碍在术后心脏手术中急性肾损伤 (AKI) 发生中的作用 (MIT-CEC)

心脏手术和术后急性肾衰竭 (AKI)：

AKI 是心脏手术后的常见并发症，发生率从 5% 到 40% 不等。 KDIGO 标准（肾脏疾病：改善全球预后）用于定义心脏手术中的 AKI，因为它们在该患者人群中具有经过验证的预后价值。 术后 AKI 的发生，即使严重程度较低，也会伴随住院时间和死亡率的显着增加。 心脏手术中的 AKI 危险因素与患者术前不稳定的临床情况、复杂的手术环境、手术操作特别是体外循环 (ECC) 超过 120 分钟的持续时间以及术后并发症的发生有关循环功能不全。

AKI 和炎症反应：

心脏手术术后 AKI 的机制包括低心输出量、缺血再灌注损伤 (IRI)、机械性血管内溶血、体温过低和 ECC 激活神经内分泌系统。

此外，ECC 会引发对血液与 ECC 回路和膜接触的继发性炎症反应。 通过激活核转录因子如 NFκB 因子，免疫活性细胞的二次刺激伴随着许多细胞因子和促炎介质的分泌。

在法国每年进行的 50 000 例 ECC 中，约 25% 的患者出现全身炎症反应综合征 (SIRS)。 虽然通常是短暂的，但 SIRS 会加剧并导致多脏器功能衰竭和死亡，尤其是当患者有 2 型糖尿病病史时。 术后血浆细胞因子水平升高对AKI的发生和死亡风险具有阳性预测价值。

NLRP3 炎症小体的启动和 ECC 后炎症反应：

除了核转录因子 (NFκB) 的激活外，炎症综合征可能继发于多蛋白平台（称为炎性体）的激活。

NLRP3 炎症小体的激活在人类中得到了特别的研究，因为它与多种慢性炎症病理、感染和心脏代谢疾病有关。 它的激活是细胞内受体的组合，如 NOD 样受体 (NLR) 类型、ASC 样衔接蛋白和 pro caspase-1。

该组装激活炎症半胱天冬酶（尤其是 caspase-1），负责在参与炎症反应协调的成熟促炎细胞因子中切割前白细胞介素 IL-1β 和 IL-18。

NLRP3 炎性体的激活需要预先启动，这可以增加 NLRP3 和促细胞因子 IL1β 和 IL18 的表达。 在存在线粒体功能障碍和活性氧 (ROS) 增加的情况下，这种启动特别强烈。 接下来，NLRP3 炎性体的激活可能继发于来自细胞损伤的危险信号的存在，例如 NLRP3 受体识别的细胞和线粒体碎片（包括线粒体 DNA）。 因此，ECC 诱导的 IRI 导致的术前线粒体功能障碍及其术后 ECC 加重代表了 NLRP3 炎性体激活的强大信号。

研究假设：

假设是术前线粒体功能障碍对 NLRP3 炎性体的术前启动是有利于 ECC 心脏手术后 AKI 发生的一个因素。

对于 2 型糖尿病患者，研究者认为术前线粒体功能障碍（线粒体呼吸异常和线粒体膜通透性过高）加剧了 ECC 诱发的 IRI 恶化。

这增加了维持 NLRP3 炎性体激活的细胞和线粒体碎片的术后释放，加剧了炎症反应并有利于 AKI 的发生。