Surgical acute volume-overload impacts early on myocardium – an experimental study
Huuskonen, Christa (2019)
Huuskonen, Christa
2019
Lääketieteen lisensiaatin tutkinto-ohjelma - Licentiate's Degree Programme in Medicine
Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunta - Faculty of Medicine and Health Technology
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2019-01-15
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-201901181093
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-201901181093
Tiivistelmä
Tausta: Äkillinen sydämen tilavuusriippuvainen ylikuormitus voi johtua sydämen eteisväliseinän äkillisestä repeytymisestä; tilanne on potilaalle hengenvaarallinen ja huomattava haaste hoidollisesti. Äkillinen sydämen tilavuusriippuvainen ylikuormitus altistaa sydämen vajaatoiminnalle. Tilavuusriippuvaisen ylikuormittumisen aiheuttama äkillinen oikean kammion venyttyminen voi johtaa laajaan sydänvaurioon. Tutkimme kokeellisesti vaikuttaako kirurgisesti luotu sydämen tilavuusriippuvainen ylikuormittaminen sydänlihakseen jo varhaisessa vaiheessa. Lisäksi tutkimme joitakin vauriomerkkiaineita edellä mainitussa tilanteessa.
Metodit: 34:lle geneettisesti identtiselle Fisher -kantaiselle rotalle aiheutettiin sydämen äkillinen tilavuuskuormitus aortta-alaonttolaskimon välisen aukileen avulla. Sydämet preparoitiin talteen joko yhden tai kolmen vuorokauden kuluttua histologista tutkimusta varten. Seuraavien geenien ilmenemistä tutkittiin sydänlihasvaurion selvittämiseksi: atrial natriuretic peptide (ANP), matrix metalloproteinaasi 9 (MMP9), transforming growth factor β (TGF) ja kitinaasi-3-kaltainen glykoproteiini (YKL40).
Tulokset: Iskeemisten intramyokardiaalisten valtimoiden suhteellinen lukumäärä kasvoi tilavuuskuormitteisilla sydämillä kammioväliseinässä verrattuna kontrolleihin yhden ja kolmen vuorokauden kohdalla (0.16 ± 0.02 vs. 0.02 ± 0.01, point score unit (PSU), p = 0.002 ja 0.14 ± 0.02 vs. 0.02 ± 0.01, PSU, p = 0.009) samoin kuin vasemmassa kammiossa kolmannen päivän kohdalla (0.11 ± 0.02 vs. 0.04 ± 0.01, PSU, p = 0.007). Viitaten varhaiseen sydänlihasvaurioon ANP (p = 0.019) lisääntyi odotetusti tilavuuskuormitteisilla sydämillä kontrolleihin verrattuna yhden päivän kohdalla. MMP9 (p = 0.003 ja p = 0.006), TGF β (p = 0.002 ja p = 0.004) ja YKL40 (p = 0.001 ja p = 0.003) geeniekspressiot lisääntyivät yhden ja kolmen päivän kohdalla tilavuuskuormitteisilla sydämillä yhdessä lisääntyneen sydänlihaksen sisäisen makrofagi-infiltraation kanssa. Nämä löydökset tukevat teoriaamme jonka mukaan vaihtoehtoisesti aktivoituneet makrofagit myötävaikuttavat äkillisen tilavuuskuormituksen jälkeen sydämen patofysiologiassa.
Pohdinta: Kirurgisesti aiheutettu sydämen äkillinen tilavuuskuormitus johtaa varhaiseen hapenpuutteesta aiheutuvaan sydänlihasvasteeseen, joka on havaittavissa sydänlihaksen sisäisissä pienissä valtimoissa. Tässä tutkimuksessa sydämen muovautumiseen liittyvien varhaisten avainmuuttujien ilmeneminen vahvistaa käsitystä varhaisen sydämen vajaatoiminnan kehittymisestä tilavuuskuormituksen jälkeen.
Metodit: 34:lle geneettisesti identtiselle Fisher -kantaiselle rotalle aiheutettiin sydämen äkillinen tilavuuskuormitus aortta-alaonttolaskimon välisen aukileen avulla. Sydämet preparoitiin talteen joko yhden tai kolmen vuorokauden kuluttua histologista tutkimusta varten. Seuraavien geenien ilmenemistä tutkittiin sydänlihasvaurion selvittämiseksi: atrial natriuretic peptide (ANP), matrix metalloproteinaasi 9 (MMP9), transforming growth factor β (TGF) ja kitinaasi-3-kaltainen glykoproteiini (YKL40).
Tulokset: Iskeemisten intramyokardiaalisten valtimoiden suhteellinen lukumäärä kasvoi tilavuuskuormitteisilla sydämillä kammioväliseinässä verrattuna kontrolleihin yhden ja kolmen vuorokauden kohdalla (0.16 ± 0.02 vs. 0.02 ± 0.01, point score unit (PSU), p = 0.002 ja 0.14 ± 0.02 vs. 0.02 ± 0.01, PSU, p = 0.009) samoin kuin vasemmassa kammiossa kolmannen päivän kohdalla (0.11 ± 0.02 vs. 0.04 ± 0.01, PSU, p = 0.007). Viitaten varhaiseen sydänlihasvaurioon ANP (p = 0.019) lisääntyi odotetusti tilavuuskuormitteisilla sydämillä kontrolleihin verrattuna yhden päivän kohdalla. MMP9 (p = 0.003 ja p = 0.006), TGF β (p = 0.002 ja p = 0.004) ja YKL40 (p = 0.001 ja p = 0.003) geeniekspressiot lisääntyivät yhden ja kolmen päivän kohdalla tilavuuskuormitteisilla sydämillä yhdessä lisääntyneen sydänlihaksen sisäisen makrofagi-infiltraation kanssa. Nämä löydökset tukevat teoriaamme jonka mukaan vaihtoehtoisesti aktivoituneet makrofagit myötävaikuttavat äkillisen tilavuuskuormituksen jälkeen sydämen patofysiologiassa.
Pohdinta: Kirurgisesti aiheutettu sydämen äkillinen tilavuuskuormitus johtaa varhaiseen hapenpuutteesta aiheutuvaan sydänlihasvasteeseen, joka on havaittavissa sydänlihaksen sisäisissä pienissä valtimoissa. Tässä tutkimuksessa sydämen muovautumiseen liittyvien varhaisten avainmuuttujien ilmeneminen vahvistaa käsitystä varhaisen sydämen vajaatoiminnan kehittymisestä tilavuuskuormituksen jälkeen.