آسیب خونرسانی مجدد

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
آسیب خونرسانی مجدد،
Reperfusion injury
نام‌های دیگرReperfusion insult
سوابق فعالیت انقباضی بطن چپ قلب جدا شده موش صحرایی تحت تکنیک لانگندورف. منحنی A - عملکرد انقباضی قلب پس از ایسکمی - خونرسانی مجدد به شدت کاسته می‌شود. منحنی B - مجموعه‌ای از اپیزودهای ایسکمیک کوتاه (پیش شرطی شدن ایسکمیک) قبل از ایسکمی طولانی مدت، بازیابی عملکردی فعالیت انقباضی قلب را در جریان خونرسانی مجدد فراهم می‌کند.
تخصصکاردیولوژی ویرایش این در ویکی‌داده
طبقه‌بندی و منابع بیرونی

آسیب خونرسانی مجدد، که گاهی اوقات آسیب ایسکمی-پرفیوژن مجدد (IRI) یا آسیب اکسیژن رسانی مجدد (به انگلیسی: Reperfusion injury) نامیده می‌شود، آسیب بافتی است که هنگام بازگشت خون به بافت (پرفیوژن مجدد) پس از یک دوره ایسکمی یا کمبود اکسیژن (آناکسی یا هیپوکسی) ایجاد می‌شود. فقدان دریافت اکسیژن و مواد مغذی از خون در طول دوره ایسکمیک شرایطی را ایجاد می‌کند که در آن ترمیم گردش خون منجر به التهاب و آسیب اکسیداتیو از طریق القای استرس اکسیداتیو به جای (یا همراه با) بازیابی عملکرد طبیعی می‌شود.

آسیب خونرسانی مجدد با سندرم هیپرفیوژن مغزی (که گاهی اوقات «سندرم خونرسانی مجدد» نامیده می‌شود)، یک حالت اتساع عروق مغزی غیرطبیعی است.

مکانیزم‌ها[ویرایش]

خونرسانی مجدد بافت‌های ایسکمیک اغلب با آسیب میکروواسکولار همراه است، به ویژه به دلیل افزایش نفوذپذیری مویرگ‌ها و شریان‌ها که منجر به افزایش انتشار و فیلتراسیون مایع در بافت‌ها می‌شود. سلول‌های اندوتلیال فعال، گونه‌های اکسیژن فعال‌تری را تولید می‌کنند، اما اکسید نیتریک کمتری را به دنبال خونرسانی مجدد تولید می‌کنند و این عدم تعادل منجر به التهاب می‌شود.[۱] این التهاب تا حدی وابسته به خونرسانی مجدد است. گلبول‌های سفید خون که توسط خون تازه به ناحیه مصدود شده بازگشته‌اند، مجموعه‌ای از عوامل التهابی مانند اینترلوکین‌ها و همچنین رادیکال‌های آزاد را در پاسخ به آسیب بافت آزاد می‌کنند.[۲] جریان خون ترمیم شده، اکسیژن را دوباره به سلول‌ها وارد می‌کند که به پروتئین‌های سلولی، DNA و غشای پلاسما آسیب می‌رساند. آسیب به غشای سلول ممکن است به نوبه خود باعث آزاد شدن رادیکال‌های آزاد بیشتری شود. همچنین گونه‌هایی از واکنش ممکن است به‌طور غیرمستقیم در سیگنالینگ ردوکس برای فعال کردن آپوپتوز عمل کنند. گلبول‌های سفید همچنین ممکن است به اندوتلیوم مویرگ‌های کوچک متصل شوند، آنها را مسدود کرده و منجر به ایسکمی بیشتر شود.[۲] فرضیه دیگر این است که به‌طور معمول، بافت‌ها حاوی پاک‌کننده‌های رادیکال‌های آزاد هستند تا از آسیب ناشی از اکسید کردن گونه‌هایی که معمولاً در خون موجود هستند، جلوگیری کنند. بافت ایسکمیک به دلیل آسیب سلولی باعث کاهش عملکرد این رفتگرها می‌شود. پس از برقراری مجدد جریان خون، گونه‌های اکسیژن موجود در خون به بافت ایسکمیک آسیب می‌رسانند زیرا عملکرد رفتگرها کاهش می‌یابد.[نیازمند منبع]

آسیب خونرسانی مجدد نقش عمده ای در بیوشیمی آسیب مغزی هیپوکسیک در سکته دارد. فرآیندهای نارسایی مشابهی در نارسایی مغزی به دنبال معکوس شدن ایست قلبی دخیل هستند.[۳] تحقیقات برای کنترل این فرایندها در حال انجام است. حملات مکرر ایسکمی و آسیب خونرسانی مجدد نیز عاملی هستند که منجر به تشکیل و عدم بهبود زخم‌های مزمن مانند زخم بستر و زخم پای دیابتی می‌شود.[۴] فشار مداوم جریان خون را محدود می‌کند و باعث ایسکمی می‌شود و التهاب در جریان خونرسانی مجدد رخ خواهد داد. تکرار این فرایند، در نهایت آنقدر به بافت آسیب می‌رساند که باعث ایجاد زخم می‌شود.[۴]

دلیل اصلی حاد شدن آسیب ایسکمی- پرفیوژن مجدد، محرومیت از اکسیژن و در نتیجه توقف تولید آدنوزین تری‌فسفات (مواد اولیه انرژی سلولی) توسط فسفوریلاسیون اکسیداتیو میتوکندری است. آسیب بافتی به دلیل کمبود انرژی عمومی در طول ایسکمی، با افزایش جریان خون با خونرسانی مجدد (افزایش سطح اکسیژن) همراه است. تصور می‌شود که کمپلکس میتوکندری آسیب‌پذیرترین آنزیم در برابر ایسکمی/پرفیوژن مجدد بافت است، اما مکانیسم آسیب پذیری در بافت‌های مختلف متفاوت است. به عنوان مثال آسیب ایسکمی/خونرسانی مجدد مغز از طریق غیرفعال سازی ردوکس انجام می‌شود.[۵] مشخص شد که کمبود اکسیژن منجر به شرایطی می‌شود که در آن کمپلکس میتوکندری I کوفاکتور طبیعی خود، مونونوکلئوتید فلاوین (FMN) را از دست می‌دهد و غیرفعال می‌شود.[۶] هنگامی که اکسیژن وجود دارد، آنزیم واکنش فیزیولوژیکی اکسیداسیون نیکوتین‌آمید آدنین دی‌نوکلئوتید توسط کوآنزیم کیو ۱۰ کاتالیز می‌کند و الکترون‌های پایین دست زنجیره انتقال الکترون (کمپلکس‌های III و IV) را تأمین می‌کند. ایسکمی منجر به افزایش چشمگیر سطح سوکسینیک اسید می‌شود.[۷] در حضور میتوکندری سوکسینات کاتالیز الکترون معکوس می‌شود به طوری که بخشی از الکترون‌ها از سوکسینات است.[۸][۶]

در ایسکمی طولانی مدت (۶۰ دقیقه یا بیشتر)، هیپوگزانتین به عنوان نتیجه تجزیه متابولیسم آدنوزین تری‌فسفات تشکیل می‌شود. آنزیم گزانتین دهیدروژناز برعکس عمل می‌کند، یعنی به عنوان یک گزانتین اکسیداز در نتیجه دسترسی بیشتر به اکسیژن. باعث اکسیداسیون می‌شود که اکسیژن در رادیکال آزاد سوپراکسید و هیدروکسیل بسیار واکنش پذیر می‌شود. گزانتین اکسیداز همچنین اسید اوریک تولید می‌کند که ممکن است هم به عنوان یک پرواکسیدانت و هم به عنوان یک تجریه کننده فعال مانند پراکسی نیتریت عمل کند. نیتریک اکسید بیش از حد تولید شده در جریان خونرسانی مجدد با سوپراکسید واکنش می‌دهد تا پراکسی نیتریت تولید کند. هچنین رادیکال‌ها و اکسیژن فعال به لیپیدها، پروتئین‌ها و گلیکوزآمینوگلیکان‌های غشای سلولی حمله می‌کنند و باعث آسیب بیشتر می‌شوند. آنها همچنین ممکن است فرآیندهای بیولوژیکی خاصی را با سیگنالینگ ردوکس آغاز کنند .[نیازمند منبع]

خونرسانی مجدد می‌تواند باعث هیپرکالمی شود.

آسیب خونرسانی مجدد یک نگرانی اولیه در جراحی پیوند کبد است.[۹]

رفتار[ویرایش]

هیپوترمی درمانی[ویرایش]

یک تحقیق گزارش می‌کند کاهش دمای بدن برای محدود کردن آسیب‌های ایسکمیک نتیجه مطلوبی داشته‌است. این روش هیپوترمی درمانی نامیده می‌شود و در نتیجه تعدادی کارآزمایی تصادفی با نتیجه خوبی گزارش شده‌است با این روش شانس زنده ماندن بیمار افزایش یافته و آسیب مغزی پس از خفگی هنگام تولد را در نوزادان تازه متولد شده کاهش یافته و شانس بقای طبیعی را تقریباً دو برابر می‌کند. برای بررسی کامل، هیپوترمی درمانی برای آنسفالوپاتی نوزادان را ببینید .[نیازمند منبع]

با این حال، اثر درمانی هیپوترمی به متابولیسم و ثبات غشا محدود نمی‌شود. گروهی دیگر بر توانایی هیپوترمی برای جلوگیری از آسیب‌هایی که پس از بازگشت گردش خون به مغز رخ می‌دهد، یا آنچه که آسیب‌های خونرسانی مجدد نامیده می‌شود، متمرکز هستند. در واقع فردی که از مشکل ایسکمیک رنج می‌برد، پس از بازیابی گردش خون، همچنان به آسیب دیدگی ادامه می‌دهد. در موش‌ها نشان داده شده‌است که نورون‌ها اغلب ۲۴ ساعت پس از بازگشت جریان خون می‌میرند. برخی معتقدند که این واکنش تأخیری ناشی از عملکرد ایمنی التهابی است که در جریان خونرسانی مجدد رخ می‌دهد.[۱۰] این پاسخ‌های التهابی باعث ایجاد فشار داخل جمجمه می‌شود که نتیجه آن آسیب سلولی و در برخی موارد مرگ سلولی می‌شود. مشخص شده‌است که هیپوترمی به کاهش فشار داخل جمجمه ای کمک می‌کند و بنابراین اثرات مضر پاسخ‌های سیستم ایمنی التهابی بیمار را در حین خونرسانی مجدد به حداقل می‌رساند. فراتر از این، خونرسانی مجدد نیز تولید رادیکال‌های آزاد را افزایش می‌دهد. مشخص شده‌است که هیپوترمی باعث می‌شود تولید رادیکال‌های آزاد کشنده در طی خونرسانی مجدد ه حداقل می‌رسد. بسیاری گمان می‌کنند، هیپوترمی فشار داخل جمجمه و تولید رادیکال آزاد را کاهش می‌دهد در نتیجه مشکلات ناشی از انسداد جریان خون به مغز را بهبود می‌بخشد.[۱۱]

درمان سولفید هیدروژن[ویرایش]

برخی از مطالعات اولیه در موش‌ها نشان می‌دهد که درمان با سولفید هیدروژن (H 2 S) می‌تواند یک اثر محافظتی در برابر آسیب خونرسانی مجدد ایجاد کند.[۱۲]

سیکلوسپورین[ویرایش]

علاوه بر قابلیت‌های شناخته شده سرکوب کننده سیستم ایمنی، تجویز یکباره سیکلوسپورین در زمان مداخله عروق کرونر از راه پوست (PCI) باعث کاهش ۴۰ درصدی اندازه آنفارکتوس در یک گروه کوچک مطالعاتی در بیماران می‌شود. با آسیب خونرسانی مجدد که در ژورنال پزشکی نیوانگلند در سال ۲۰۰۸ منتشر شده‌است.[۱۳]

TRO40303[ویرایش]

TRO40303 یک ترکیب محافظ قلبی جدید است که نشان داده شده‌است که منافذ MPT را مهار کرده و احتمال آنفارکتوس را پس از ایسکمی-پرفیوژن مجدد کاهش می‌دهد. توسط شرکت Trophos توسعه یافته و در حال حاضر در مراحل کارآزمایی بالینی فاز I می‌باشد.[۱۴]

درمان با سلولهای بنیادی[ویرایش]

تحقیقات اخیر حاکی از است که احتمالاً سلول‌های بنیادی مزانشیمی اثر مفیدی بر ترمیم آسیب خونرسانی مجدد قلب و کلیه دارد.[۱۵][۱۶]

سوپراکسید دیسموتاز[ویرایش]

سوپراکسید دیسموتاز یک آنزیم آنتی‌اکسیدانی مؤثر است که آنیون‌های سوپراکسید را به آب و پراکسید هیدروژن تبدیل می‌کند. تحقیقات اخیر نشان داده اثرات درمانی قابل توجهی بر روی مدل‌های پیش بالینی آسیب ناشی از خونرسانی مجدد پس از سکته ایسکمیک دارد.[۱۷][۱۸]

متفورمین[ویرایش]

مجموعه ای از مطالعات که در مجله فارماکولوژی قلبی عروقی، سال ۲۰۰۹ منتشر شده نشان می‌دهد که متفورمین ممکن است از آسیب خونرسانی مجدد قلبی با مهار مجتمع میتوکندری I و باز شدن منافذ MPT و در موش‌ها جلوگیری کند.[۱۹][۲۰]

ریبوفلاوین[ویرایش]

در مدل in vivo ایسکمی/پرفیوژن مجدد مغز نوزادان، آسیب بافتی را می‌توان با تجویز FMN، ریبوفلاوین که از غیرفعال شدن کمپلکس میتوکندری I جلوگیری می‌کند، کاهش داد.[۶][۲۱]

جستارهای وابسته[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

  1. ↑ Carden, DL; Granger, DN (Feb 2000). "Pathophysiology of ischaemia-reperfusion injury". The Journal of Pathology. 190 (3): 255–66. doi:10.1002/(SICI)1096-9896(200002)190:3<255::AID-PATH526>3.0.CO;2-6. PMID 10685060.
  2. ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ Clark, Wayne M. (January 5, 2005). "Reperfusion Injury in Stroke". eMedicine. WebMD. Retrieved 2006-08-09.
  3. ↑ Crippen, David. "Brain Failure and Brain Death: Introduction". Scientific American Surgery, Critical Care, April 2005. Archived from the original on 24 June 2006. Retrieved 2007-01-09.
  4. ↑ ۴٫۰ ۴٫۱ Mustoe T. (2004). "Understanding chronic wounds: a unifying hypothesis on their pathogenesis and implications for therapy". American Journal of Surgery. 187 (5A): 65S–70S. doi:10.1016/S0002-9610(03)00306-4. PMID 15147994.
  5. ↑ Galkin, A. (2019). "Brain Ischemia/Reperfusion Injury and Mitochondrial Complex I Damage". Biochemistry. Biokhimiia. 84 (11): 1411–1423. doi:10.1134/S0006297919110154. ISSN 1608-3040. PMID 31760927.
  6. ↑ ۶٫۰ ۶٫۱ ۶٫۲ Stepanova, Anna; Sosunov, Sergey; Niatsetskaya, Zoya; Konrad, Csaba; Starkov, Anatoly A.; Manfredi, Giovanni; Wittig, Ilka; Ten, Vadim; Galkin, Alexander (2019-09-20). "Redox-Dependent Loss of Flavin by Mitochondrial Complex I in Brain Ischemia/Reperfusion Injury". Antioxidants & Redox Signaling. 31 (9): 608–622. doi:10.1089/ars.2018.7693. ISSN 1557-7716. PMC 6657304. PMID 31037949.
  7. ↑ Sahni, Prateek V.; Zhang, Jimmy; Sosunov, Sergey; Galkin, Alexander; Niatsetskaya, Zoya; Starkov, Anatoly; Brookes, Paul S.; Ten, Vadim S. (2018). "Krebs cycle metabolites and preferential succinate oxidation following neonatal hypoxic-ischemic brain injury in mice". Pediatric Research. 83 (2): 491–497. doi:10.1038/pr.2017.277. ISSN 1530-0447. PMC 5866163. PMID 29211056.
  8. ↑ Stepanova, Anna; Kahl, Anja; Konrad, Csaba; Ten, Vadim; Starkov, Anatoly S.; Galkin, Alexander (2017). "Reverse electron transfer results in a loss of flavin from mitochondrial complex I: Potential mechanism for brain ischemia reperfusion injury". Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 37 (12): 3649–3658. doi:10.1177/0271678X17730242. ISSN 1559-7016. PMC 5718331. PMID 28914132.
  9. ↑ Lemasters JJ. (1997). "Reperfusion injury after liver preservation for transplantation". Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 37: 327–38. doi:10.1146/annurev.pharmtox.37.1.327. PMID 9131256.
  10. ↑ Adler, Jerry. "Back From the Dead." Newsweek. July 23, 2007.
  11. ↑ Polderman KH (2004). "Application of therapeutic hypothermia in the ICU: opportunities and pitfalls of a promising treatment modality. Part 1: Indications and evidence". Intensive Care Med. 30 (4): 556–75. doi:10.1007/s00134-003-2152-x. PMID 14767591.
  12. ↑ Elrod J.W. , J.W. Calvert, M.R. Duranski, D.J. Lefer. "Hydrogen sulfide donor protects against acute myocardial ischemia-reperfusion injury." Circulation 114(18):II172, 2006.
  13. ↑ Piot C.; Croiselle P.; Staat P.; et al. (2008). "Effect of Cyclosporine on Reperfusion Injury in Acute Myocardial Infaction". New England Journal of Medicine. 359 (5): 473–481. doi:10.1056/nejmoa071142. PMID 18669426.
  14. ↑ Le Lamer S (Feb 2014). "Translation of TRO40303 from myocardial infarction models to demonstration of safety and tolerance in a randomized Phase I trial". J Transl Med. 12: 38. doi:10.1186/1479-5876-12-38. PMC 3923730. PMID 24507657.
  15. ↑ van der Spoel TI (Sep 2011). "Human relevance of pre-clinical studies in stem cell therapy: systematic review and meta-analysis of large animal models of ischaemic heart disease". Cardiovasc Res. 91 (4): 649–58. doi:10.1093/cvr/cvr113. PMID 21498423.
  16. ↑ Zhao JJ (Jan 2014). "Protection of mesenchymal stem cells on acute kidney injury". Mol Med Rep. 9 (1): 91–96. doi:10.3892/mmr.2013.1792. PMID 24220681.
  17. ↑ Jiang, Yuhang; Arounleut, Phonepasong; Rheiner, Steven; Bae, Younsoo; Kabanov, Alexander V.; Milligan, Carol; Manickam, Devika S. (2016-06-10). "SOD1 nanozyme with reduced toxicity and MPS accumulation". Journal of Controlled Release. Thirteenth International Nanomedicine and Drug Delivery Symposium. 231: 38–49. doi:10.1016/j.jconrel.2016.02.038. PMID 26928528.
  18. ↑ Jiang, Yuhang; Brynskikh, Anna M.; S-Manickam, Devika; Kabanov, Alexander V. (2015-09-10). "SOD1 nanozyme salvages ischemic brain by locally protecting cerebral vasculature". Journal of Controlled Release. 213: 36–44. doi:10.1016/j.jconrel.2015.06.021. PMC 4684498. PMID 26093094.
  19. ↑ Paiva, Marta; Riksen, Niels P.; Davidson, Sean M.; Hausenloy, Derek J.; Monteiro, Pedro; Gonçalves, Lino; Providência, Luís; Rongen, Gerard A.; Smits, Paul (2009-05-01). "Metformin prevents myocardial reperfusion injury by activating the adenosine receptor". Journal of Cardiovascular Pharmacology. 53 (5): 373–378. doi:10.1097/FJC.0b013e31819fd4e7. ISSN 1533-4023. PMID 19295441.
  20. ↑ Bhamra, Gurpreet S.; Hausenloy, Derek J.; Davidson, Sean M.; Carr, Richard D.; Paiva, Marta; Wynne, Abigail M.; Mocanu, Mihaela M.; Yellon, Derek M. (2008-05-01). "Metformin protects the ischemic heart by the Akt-mediated inhibition of mitochondrial permeability transition pore opening". Basic Research in Cardiology. 103 (3): 274–284. doi:10.1007/s00395-007-0691-y. ISSN 0300-8428. PMID 18080084.
  21. ↑ Ten, Vadim; Galkin, Alexander (2019). "Mechanism of mitochondrial complex I damage in brain ischemia/reperfusion injury. A hypothesis". Molecular and Cellular Neurosciences. 100: 103408. doi:10.1016/j.mcn.2019.103408. ISSN 1095-9327. PMID 31494262.
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=آسیب_خونرسانی_مجدد&oldid=37863800»