Кіріспе

Ишемия немесе гипоксиядан кейін қан ағыны қалпына келген кездегі тіндік зақымдану Реперфузиялық жарақат, кейде ишемиялық реперфузиялық жарақат (IRI) немесе қайта тотығу жарақаты деп аталады. Бұл жарақат қан ағыны тіндерге (re + перфузия) қайта оралған кезде пайда болады. Ишемиялық кезеңде қаннан оттегі мен қоректік заттардың жетіспеуі қан айналымын қалпына келтіру кезінде қалыпты функцияны қалпына келтіру орнына (немесе онымен бірге) тотығу стресін тудырып, қабыну мен тотығу зақымдануына әкелетін жағдай жасайды. Реперфузиялық жарақат церебральдық гиперперфузия синдромынан (кейде "Реперфузия синдромы" деп аталады) ерекшеленеді, ол ми тамырларының қалыптан тыс кеңеюіне алып келеді.

Механизмдер

Ишемиялық тіндердің реперфузиясы көбінесе микроқан тамырларының зақымдануымен байланысты, әсіресе капиллярлар мен артериолалардың өткізгіштігінің артуына байланысты, бұл тіндер арқылы диффузия мен сұйықтық сүзілуінің күшеюіне алып келеді. Реперфузиядан кейін белсенділенген эндотелиялық жасушалар реактивті оттегі түрлерін көбірек, ал азот оксидін азырақ өндіреді, бұл теңгерімсіздік қабыну реакциясын тудырады. Реперфузиялық зақымның зияны ішінара осы қабыну реакциясымен байланысты. Жаңадан келген қанмен бірге келген ақ қан жасушалары ұлпа зақымдануына жауап ретінде интерлейкиндер және бос радикалдар сияқты көптеген қабыну факторларын бөліп шығарады. Қан ағынының қалпына келуі жасушаларға оттегіні қайтадан енгізеді, бұл жасушалық ақуыздарға, ДНК-ға және плазмалық мембранаға зақым келтіреді. Жасуша мембранасының зақымдануы одан да көп бос радикалдардың шығарылуына әкелуі мүмкін. Мұндай реактивті түрлер апоптозды іске қосу үшін реакциялық-редокс сигналдану арқылы жанама әрекет ете алады. Ақ қан жасушалары кішкентай капиллярлардың эндотелийіне жабысып, оларды бітеп, ишемияны күшейте алады. Бұл процестерді бақылау мәселесі зерттеулердің тақырыбы болып табылады. Ишемия мен реперфузиялық зақымның қайталануы созылмалы жаралардың, мысалы, қысым жаралары мен диабеттік аяқ жараларының пайда болуына және жазылмауына себеп болатын факторлардың бірі деп саналады. Ұдайы қысым қанмен қамтамасыз етуді шектейді және ишемияны тудырады, ал қабыну реперфузия кезінде пайда болады. Бұл процесс қайталағанда, жараның пайда болуы үшін жеткілікті ұлпа зақымдалады. Оттегінің жетіспеуі митохондриялық I кешенінің табиғи кофакторы – флавин мононуклеотидін (ФМН) жоғалтуына және оның белсенділігінің төмендеуіне әкелетіні анықталды. Оттегі болғанда фермент убихинонның NADH тотығу реакциясын катализдейді, тыныс алу тізбегінің (III және IV кешендер) төменгі ағынында электрондармен қамтамасыз етеді. Ишемия сукцинат деңгейінің күрт өсуіне алып келеді. Сукцинаттың қатысуымен митохондриялар кері электрондық тасымалдауды катализдейді, сондықтан сукцинаттан электрондардың бір бөлігі I кешенінің ФМН-не жоғары бағытталады. Кері электрондық тасымалдау I кешенінің ФМН-ні азайтады, бос радикалдардың (ROS) өндірісін күшейтеді, содан кейін азайтылған кофактордың (FMNH2) жоғалуына және митохондрияның энергия өндіруінің бұзылуына әкеледі. Реперфузиялық зақым бауыр трансплантациясы хирургиясындағы маңызды мәселе болып табылады.

Терапиялық гипотермия

Алайда, гипотермияның терапиялық әсері метаболизм мен мембраналық тұрақтылықпен ғана шектелмейді. Тағы бір пікір, гипотермия миға қан айналымы қалпына келгеннен кейін туындайтын зақымдарды, яғни реперфузиялық зақымдарды алдын алуға қабілетті. Шындығында, ишемиялық зардап шеккен адам қан айналымы толыққаннан кейін де зақымдануын жалғастыра береді. Егешқұйрықтарда жүргізілген зерттеулерде нейрондар қан ағыны қалпына келгеннен кейін толық 24 сағаттан соң өледі. Кейбір ғалымдар бұл кешіккен реакцияның себебі реперфузия кезінде болатын түрлі қабыну иммундық жауаптар екенін болжайды. Бұл қабыну жауаптары бас сүйегі ішіндегі қысымды арттырады, ол жасушалардың зақымдануына, ал кейбір жағдайларда жасушалардың өліміне алып келеді. Гипотермия бас сүйегі ішіндегі қысымды төмендетуге және осылайша реперфузия кезінде науқастың қабыну иммундық жауаптарының зиянды әсерін азайтуға көмектеседі деп дәлелденген. Бұдан өзге, реперфузия бос радикалдардың өндірісін де арттырады. Гипотермия реперфузия кезінде науқастың қауіпті бос радикалдар өндірісін де азайтады. Көптеген мамандар қазір гипотермияның миға қан ағыны бұзылғаннан кейін науқастың жағдайын жақсартуының себебі, гипотермия бас сүйегі ішіндегі қысымды және бос радикалдардың өндірісін төмендетуі деп санайды.

Сутек сульфидімен өңдеу

Тышқандарда жүргізілген алдын ала зерттеулердің нәтижесінде сутек сульфидімен (H2S) емдеу реперфузиялық зақымданудан қорғауға көмектесетіні байқалды.

Циклоспорин

Иммунодепрессиялық қасиеттері белгілі болумен қатар, тері арқылы жүрекке жасалатын интервенция (PCI) кезінде циклоспоринді бір рет қолдану, 2008 жылы «New England Journal of Medicine» журналында жарияланған, қайта қанмен толу зақымдануы бар адамдардың шағын топтарындағы дәлелдік зерттеуде инфаркт мөлшерін 40 пайызға азайтатыны анықталды. Зерттеулерде циклоспорин циклофилин D-нің әрекетін тежейтіні расталды, циклофилин D – бұл шамадан тыс ішкі жасушалық кальций ағынының нәтижесінде пайда болатын және басқа тесік компоненттерімен өзара әрекеттесіп, MPT тесігінің ашылуына көмектесетін ақуыз. Циклофилин D-ні тежеу MPT тесігінің ашылуын болдырмайды және митохондрияларды және жасушалық энергия өндірісін шамадан тыс кальций ағынынан қорғайды. Қайта қанмен толу жасуша ішінде биохимиялық тепе-теңдіктің бұзылуына әкеледі, бұл жасуша өліміне және инфаркт мөлшерінің ұлғаюына соқтырады. Нақтырақ айтқанда, қайта қанмен толудан кейінгі алғашқы минуттарда кальцийдің шамадан тыс жүктелуі және реактивті оттегі түрлерінің жоғары деңгейде өндірілуі, жүрек жасушаларының митохондриялық мембранасындағы митохондриялық өткізгіштік транзициясы (MPT) деп аталатын тесіктің ашылуына әкелетін биохимиялық өзгерістердің тізбегін іске қосады. MPT тесігінің ашылуы митохондрияға судың енуіне, митохондриялық дисфункцияға және құлдырауға әкеледі. Құлдырағаннан кейін кальций босатылып, келесі митохондрияны басып тастайды, бұл митохондрияның энергия өндіруін азайтады немесе толық тоқтатады. Энергия өндірісінің тоқтауы жасуша өліміне әкеледі. Митохондрияларды қорғау – жүректі қорғаудың тиімді стратегиясы болып табылады. 2008 жылы «New England Journal of Medicine» журналының редакциялық мақаласында циклоспоринді митохондрияларды қорғау арқылы қайта қанмен толу зақымдануын жеңілдетуге арналған ем ретінде пайдалану мүмкіндігін анықтау үшін қосымша зерттеулер жүргізу қажеттігі айтылды.

TRO40303

TRO40303 – ишемиялық реперфузиядан кейін митохондриялық пор тесігін (MPT) тежеу арқылы инфаркт аймағының мөлшерін азайтатын жаңа кардиопротекторлық қосылыс. Оны Trophos компаниясы жасаған, қазіргі таңда І фазалық клиникалық сынақтар жүріп жатыр.

Көздік жасушалар терапиясы

Соңғы зерттеулер мезенхималық түбірлі жасушалардың жүрек және бүйрек реперфузиялық зақымдануына ыңғайлы әсер ететінін көрсетеді.

Супероксид дисмутаза

Супероксид дисмутаза - супероксид аниондарын суға және сутек пероксидіне түрлендіретін тиімді антиоксидант ферменті. Жақындағы зерттеулер ишемиялық инсульттан кейінгі реперфузиялық зақымданудың клиникалық алдындағы модельдерінде маңызды терапиялық әсерлер көрсеткен.

Метформин

2009 жылы «Cardiovascular Pharmacology» журналында жарияланған зерттеулер сериясы, метформин митохондриялық I кешенін тежеу және MPT тесігінің ашылуы арқылы егеуқырлар мен тышқандарда жүрек реперфузиясы зақымдануын алдын алуға көмектеседі деген жорамал келтіреді.

Рибофлавин

Жаңа туған нәрестедегі ми ишемиясы/реперфузиясының in vivo моделінде, митохондриялық I кешенінің инактивациясын болдырмайтын FMN прекурсоры – рибофлавиннің енгізілуі ұлпа зақымдануын азайтуға мүмкіндік береді.

Каннабиноидтар

2012 жылы жарияланған зерттеу, фитоканнабиноид тетрагидроканнабиваринының (THCV) синтетикалық аналогы Δ8 тетрагидроканнабиварины (Δ8 THCV) және оның метаболит 11 OH Δ8 THCV, каннабиноид CB2 рецепторлары арқылы тотығу стрессін және қабыну реакцияларын азайту арқылы бауырдың ишемиялық-реперфузиялық зақымдануын болдырмайды, соның салдарынан тіндердің зақымдануын және қабынуын азайтады, бауыр зақымдануына қарсы қорғаныш әсерін көрсетеді. CB2 рецепторларының антагонисімен алдын ала емдеу Δ8 THCV-нің қорғаныш әсерін әлсіретсе, ал CB1 антагонисі оны күшейтуге бейімділік танытты. 2011 жылы жарияланған бұрынғы зерттеуде каннабидиол (КБР) тотығу және нитративті стрестің қабыну сигналдарын және жауаптарын әлсірету арқылы бауырдың ишемиялық-реперфузиялық зақымдануынан қорғайтыны, бірақ бұл классикалық CB1 және CB2 рецепторларынан тәуелсіз, клеткалардың өлімі мен тіндердің зақымдануын азайтады деген қорытындыға келді.

Міндетті гибернатордағы реперфузиялық қорғау

Қысқы ұйқыға міндетті түрде түсетін жер құйрықтары сияқты жануарлар, қысқы ұйқы кезінде жасушалық энергиямен қамтамасыз ету үшін көмірсулар метаболизмінен липидтер метаболизміне ауысқанда бауыр, жүрек және жұқа ішекте ісхемия/реперфузия (I/R) зақымдануына төзімділік көрсетеді. Бұл метаболизмдік өзгеріс анаэробтық метаболизмді және лактаттың түзілуін шектейді, ал лактат I/R зақымдануынан кейін нашар болжам мен көп мүшелік жеткіліксіздіктің (MOF) белгісі болып табылады. Сонымен қатар, липидтер метаболизмінің артуы кетон денелерін түзетіп, пероксисомалық пролиферациялық белсенді рецепторларды (PPAR) активтендіреді, олардың екеуі де I/R зақымдануына қарсы қорғаныш қасиеттері бар.