По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 616.15-005:616.136-007.64-089

Патофизиологические аспекты синдрома ишемии-реперфузии

Лазутко С. С. Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет, 210023, Республика Беларусь, г. Витебск, пр-т Фрунзе, д. 27
Небылицин Ю. С. Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет, 210023, Республика Беларусь, г. Витебск, пр-т Фрунзе, д. 27

Термин «синдром ишемии-реперфузии» отражает совокупность патологических процессов, развивающихся при остром нарушении артериального кровообращения в нижней конечности с последующим его восстановлением. В данном синдроме можно выделить две разные по механизму развития, но в то же время взаимосвязанные друг с другом фазы — ишемии и реперфузии. В фазу ишемии начинается повреждение тканей в связи с развивающимся дефицитом кислорода и нарушением синтеза высокоэнергетических субстратов клетки. В результате гипоксии запускается каскад патологических реакций, которые приводят к нарушению функции жизненно важных структур клетки. В исследованиях показано, что необратимые изменения в мышцах конечности начинаются после 3 ч полной ишемии и практически полностью завершаются к 6 ч. Фаза реперфузии начинается сразу же после восстановления кровотока в нижней конечности в случае необратимых повреждений тканей. В данную фазу происходит усугубление повреждения конечности, причем выраженность повреждения тем больше, чем дольше продолжалась фаза ишемии. Основными повреждающими факторами в эту фазу являются активные формы кислорода и азота (АФК и АФА) и лейкоциты. АФК и АФА ведут к развитию «окислительно-нитрозилирующего стресса», что приводит к запуску путей гибели клетки — апоптозу и некроптозу. Важными аспектами патогенеза синдрома ишемии-реперфузии являются процесс деградации эндотелиального гликокаликса и развивающаяся дисфункция эндотелия. В разных отделах микроциркуляторного русла преобладает нарушение определенной функции эндотелия: в артериолах — нарушение регуляции сосудистого тонуса, в посткапиллярных венулах — нарушение барьерной функции и контроля адгезии лейкоцитов. Выраженность дисфункции эндотелия можно лабораторно оценить с помощью «маркеров дисфункции эндотелия», выявление которых очень важно для характеристики степени тяжести развивающейся дисфункции эндотелия и возможного поиска терапевтических целей для профилактики ее развития.

Литература:

1. Acute limb ischemia / C. Gilliland et al. // Tech. Vasc. Interv. Radiol. — 2017 Dec. — Vol. 20. — N 4. — P. 274–280. doi:10.1053/j.tvir.2017.10.008

2. Засимович В. Н. Реперфузионно-реоксигенационный синдром как проблема реконструктивной хирургии артерий при хронической ишемии нижних конечностей атеросклеротического генеза / В. Н. Засимович, Н. Н. Иоскевич // Новости хирургии. — 2017. — Т. 25. — № 6. — С. 632–642.

3. Маршалов Д. В. Реперфузионный синдром: понятие, определение, классификация / Д. В. Маршалов, А. П. Петренко, И. А. Глушач // Патология кровообращения и кардиохирургия. — 2008. — № 3. — С. 67–72.

4. Blaisdell F. W. The pathophysiology of skeletal muscle ischemia and the reperfusion syndrome: a review / F. W. Blaisdell // Cardiovasc. Surg. — 2002 Dec. — Vol. 10. — N 6. — P. 620–630.

5. Myocardial reperfusion injury as a New Frontier for Clinical Therapy / D. J. Hausenloy et al. // Management of Myocardial Reperfusion Injury / ed.: D. J. Hausenloy et al. — London: Springer, 2012. — P. 3–10.

6. Patlola R. R. Acute Ischemic Syndromes of the Peripheral Arteries / R. R. Patlola, C. Walker // Lanzer, P. PanVascular Medicine / P. Lanzer. — 2nd ed. — Berlin: Springer, 2015. — P. 3073–3098.

7. The effect of ischemia/reperfusion on adenine nucleotide metabolism and xanthine oxidase production in skeletal muscle / T. F. Lindsa et al. // J. Vasc. Surg. — 1990 Jul. — Vol. 12. — N 1. — P. 8–15.

8. The effect of prolonged ischemia on high energy phosphate metabolism in skeletal muscle / W. M. Swartz et al. // Surg. Gynecol. Obstet. — 1978 Dec. — Vol. 147. — N 6. — P. 872–876.

9. Haljamae H. Human skeletal muscle energy metabolism during and after complete tourniquet ischemia / H. Haljamae, E. Enger // Ann. Surg. — 1975 Jul. — Vol. 182. — N 1. — P. 9–14.

10. Labbe R. The extent and distribution of skeletal muscle necrosis after graded periods of complete ischemia / R. Labbe, T. Lindsay, P. M. Walker // J. Vasc. Surg. — 1987 Aug. — Vol. 6. — N 2. — P. 152–157.

11. Petrasek P. F. Determinants of ischemic injury to skeletal muscle / P. F. Petrasek, S. HomerVanniasinkam, P. M. Walker // J. Vasc. Surg. — 1994 Apr. — Vol. 19. — N 4. — P. 623–631.

12. Szydlowska K. Calcium ischemia and excitotoxicity / K. Szydlowska, M. Tymianski // Cell. Calcium. — 2010 Feb. — Vol. 47. — N 2. — P. 122–129.

13. Mitochondria: the calcium connection / L. Contreras et al. // Biochim. Biophys. Acta. — 2010 JunJul. — Vol. 1797. — N 6/7. — P. 607–618.

14. Mitochondrial Dysfunction and Myocardial Ischemia-Reperfusion: Implications for Novel Therapies / E. J. Lesnefsky et al. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. — 2017 Jan. — Vol. 57. — P. 535–565.

15. Andrews N. W. Damage Control: Cellular Mechanisms of Plasma Membrane Repair / N. W. Andrews, P. E. Almeida, M. Corrotte // Trends Cell. Biol. — 2014 Dec. — Vol. 24. — N 12. — P. 734–742.

16. Granger D. N. Physiology of reperfusion injury / D. N. Granger, S. Homer-Vanniasinkam // White R. A. Vascular Surgery: Basic Science and Clinical Correlations / R. A. White, L. H. Hollier. — 2nd ed. — Oxford : Blackwell Publishing; 2005. — P. 245–250.

17. Superoxide scavengers augment contractile but not energetic responses to hypoxia in rat diaphragm / V. P. Wright et al. // J. Appl. Physiol. — 2005 May. — Vol. 98. — N 5. — P. 1753–1760.

18. Bernardi P. The mitochondrial permeability transition pore: molecular nature and role as a target in cardioprotection / P. Bernardi, F. Di Lisa // J. Mol. Cell. Cardiol. — 2015 Jan. — Vol. 78. — P. 100–106.

19. Biphasic modulation of the mitochondrial electron transport chain in myocardial ischemia and reperfusion / H. L. Lee et al. // Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. — 2012 Apr. — Vol. 302. — N 7. — P. H1410–H1422.

20. Биленко М. В. Ишемические и реперфузионные повреждения органов: (молекулярные механизмы, пути предупреждения и лечения) / М. В. Биленко. — М.: Медицина, 1989. — 368 c.

21. Oxidative and nitrosative stress during pulmonary ischemia- reperfusion injury: from the lab to the OR / J. F. Gielis et al. // Ann. Trans. Med. — 2017 Mar. — Vol. 5. — N 6. — P. 131.

22. Toll-like receptors: new players in myocardial ischemia/ reperfusion injury / T. Ha et al. // Antioxid. Redox. Signal. — 2011 Oct. — Vol. 15. — N 7. — P. 1875–1893.

23. Granger D. N. Reperfusion injury and reactive oxygen species: The evolution of a concept / D. N. Granger, P. R. Kvietys // Redox. Biology. — 2015 Dec. — Vol. 6. — P. 524–551.

24. Halestrap A. P. A pore way to die: the role of mitochondria in reperfusion injury and cardioprotectio / A. P. Halestrap // Biochem. Soc. Trans. — 2010 Aug. — Vol. 38. — N 4. — P. 841–860.

25. Mitochondrial oxidant stress triggers cell death in simulated ischemia-reperfusion / G. Loor et al. // Biochim. Biophys. Acta. — 2011 Jul. — Vol. 1813. — N 7. — P. 1382–1394.

26. Current Mechanistic Concepts in Ischemia and Reperfusion Injury / M. Y. Wu et al. // Cell. Physiol. Biochem. — 2018. — Vol. 46. — N 4. — P. 1650–1667.

27. Phosphorylation-driven assembly of the RIP1-RIP3 complex regulates programmed necrosis and virus-induced infl ammation / Y. S. Cho et al. // Cell. — 2009 Jun. — Vol. 137. — N 6. — P. 1112–1123.

28. Regulation of mitochondrial respiration and apoptosis through cell signaling: cytochrome c oxidase and cytochrome c in ischemia/reperfusion injury and inflammation / M. Huttemann et al. // Biochim. Biophys. Acta. — 2012 Apr. — Vol. 1817. — N 4. — P. 598–609.

29. Molecular mechanisms of endothelial hyperpermeability: implications in infl ammation / P. Kumar et al. // Expert Rev. Mol. Med. — 2009 Jun. — Vol. 11. — P. e19.

30. Cell biology of ischemia/reperfusion injury / T. Kalogeris et al. // Int. Rev. Cell. Mol. Biol. — 2012. — Vol. 298. — P. 229–317.

31. Evaluation of iNOS-dependent and independent mechanisms of the microvascular permeability change induced by lipopolysaccharide / E. Fujii et al. // Br. J. Pharmacol. — 2000 May. — Vol. 130. — N 1. — P. 90–94.

32. Moody B. F. Emergent role of gasotransmitters in ischemia- reperfusion injury / B. F. Moody, J. W. Calvert // Med. Gas Res. — 2011 Apr. — Vol. 1. — N 1. — P. 3.

33. Harrison D. G. Cellular and molecular mechanisms of endothelial cell dysfunction / D. G. Harrison // J. Clin. Invest. — 1997 Nov. — Vol. 100. — N 9. — P. 2153–2157.

34. Molecular mechanisms of endothelial NO synthase uncoupling / S. Luo et al. // Curr. Pharm. Des. — 2014. — Vol. 20. — N 22. — P. 3548–3553.

35. Parish J. M. Obstructive sleep apnea and cardiovascular disease / J. M. Parish, V K. Somers // Mayo Clin. Proc. — 2004 Aug. — Vol. 79. — N 8. — P. 1036–1046.

36. Intermittent hypoxia conditioning prevents endothelial dysfunction and improves nitric oxide storage in spontaneously hypertensive rats / E. B. Manukhina et al. Il Exp. Biol. Med. (Maywood). — 2011 Jul. — Vol. 236. — N 7. — P. 867–873.

37. iNOS Induces Vascular Endothelial Cell Migration and Apoptosis Via Autophagy in Ischemia/ Reperfusion Injury / T. Zhu et al. // Cell. Physiol. Biochem. — 2016. — Vol. 38. — N 4. — P. 1575–1588.

38. Huribal M. Role of Endothelin in Ischemia-Reperfusion Injury / M. Huribal, M. A. McMillen // Ann. N. Y Acad. Sci. — 1994 Jun. — Vol. 723. — P. 484–485.

39. Phillipson M. The neutrophil in vascular infl ammation / M. Phillipson, P. Kubes // Nat. Med. — 2011 Nov. — Vol. 17. — N 11. — P. 1381–1390.

40. Granger D. N. Ischemia-reperfusion: mechanisms of microvascular dysfunction and the infl uence of risk factors for cardiovascular disease / D. N. Granger // Microcirculation. — 1999 Sep. — Vol. 6. — N 3. — P. 167–178.

41. Springer T. A. Traffi c signals for lymphocyte recirculation and leukocyte emigration: the multistep paradigm / T. A. Springer // Cell. — 1994 Jan. — Vol. 76. — N 2. — P. 301–314.

42. Activation ofNF-kB and Expression ofICAM-1 in Ischemic-reperfused Canine Myocardium / B. Sun et al. // J. Mol. Cell. Cardiol. — 2001 Jan. — Vol. 33. — N 1. — P. 109–119.

43. Carden D. L. Pathophysiology of ischaemia-reperfusion injury / D. L. Carden, D. N. Granger // J. Pathol. — 2000 Feb. — Vol. 190. — N 3. — P. 255–266.

44. Thromboinfl ammatory Functions of Platelets in Ischemia- Reperfusion Injury and Its Dysregulation in Diabetes / S. Maiocchi [et al.] // Semin. Thromb. Hemost. — 2018 Mar. — Vol. 44. — N 2. — P. 102–113.

45. Mohan Rao L. V. Endothelial cell protein C receptor: a multiliganded and multifunctional receptor / L. V. Mohan Rao, C. T. Esmon, U. R. Pendurthi // Blood. — 2014 Sep. — Vol. 124. — N 10. — P. 1553–1562.

46. Sieve I. Regulation and function of endothelial glycocalyx layer in vascular diseases / I. Sieve, A. K. Munster-Kuhnel, D. Hilfi ker-Kleiner // Vascul. Pharmacol. — 2018 Jan. — Vol. 100. — P. 26–33.

47. Altered Endothelin-1 Levels in Acute Lower Limb Ischemia and Reperfusion / J. C. Tsui et al. // Angiology. — 2004 Sep-Oct. — Vol. 55. — N 5. — P. 533–539.

48. Direct relationship between levels of TNFa expression and endothelial dysfunction in reperfusion injury / C. Zhang et al. // Basic Res. Cardiol. — 2010 Jul. — Vol. 105. — N 4. — P. 453–464.

49. Lindsberg P J. Mast Cell as an Early Responder in Ischemic Brain Injury / P. J. Lindsberg, O. S. Mattila, D. Strbian // Non-Neuronal Mechanisms of Brain Damage and Repair After Stroke / ed.: J. Chen, J. Zhang X. Hu. — Switzerland : Springer; 2016. — P. 255–272.

50. ADAMTS13 defi ciency exacerbates VWF-dependent acute myocardial ischemia/reperfusion injury in mice / C. Gandhi et al. // Blood. — 2012 Dec. — Vol. 120. — N 26. — P. 5224–5230.

Ишемические повреждения нижних конечностей являются одной из самых актуальных проблем сосудистой хирургии. Неблагоприятные результаты лечения острой артериальной недостаточности связаны в том числе и с развитием синдрома ишемии-реперфузии, что обусловлено местным и общим неблагоприятным влиянием этого синдрома на организм [1]. Все это диктует необходимость проведения исследований, направленных на выявление более тонких селективных механизмов развития данной патологии, что может позволить разработать критерии прогнозирования течения заболевания, методы лечения и профилактики.

На данный момент в литературе нет единого мнения в терминологической трактовке патологических процессов, развивающихся в нижней конечности при острой ишемии и ее последующей реваскуляризации. В современной литературе чаще всего используется несколько терминов: «реперфузионный синдром», «реперфузионно-реоксигенационный синдром» и «синдром ишемии-реперфузии» [2, 3]. Наиболее точно суть процессов отражает термин «синдром ишемии-реперфузии». Сам синдром состоит из двух фаз: ишемической и реперфузионной. Ишемическая фаза включает в себя совокупность повреждений тканей конечности при возникновении ишемии. Реперфузионная фаза развивается после восстановления кровотока в тканях с уже произошедшими необратимыми повреждениями клеток. Однако, несмотря на спасение конечности от ишемии, повреждение мягких тканей нижней конечности усугубляется. Вероятно, отправной точкой в истории синдрома ишемии-реперфузии можно считать ишемическую контрактуру Фолькмана, описанную им в 1881 г. как первое клиническое подтверждение осложнения, связанного с ишемическим повреждением мышц.

В дальнейшем на протяжении многих лет появлялось большое количество публикаций, в которых авторы описывали клинические проявления данного синдрома. В 1923 г. в своей работе, посвященной связи шока и токсических факторов, Cannon W. B. описал системные эффекты восстановления кровотока в ишемизированной ткани и тем самым создал основу для характеристики осложнений, связанных с реперфузией.

Для Цитирования:
Лазутко С. С., Небылицин Ю. С., Патофизиологические аспекты синдрома ишемии-реперфузии. Врач скорой помощи. 2019;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: