Sydäninfarktin jälkeisen vaurion mallintaminen sikakoe-eläinmallilla
Parviainen, Laura; Kalliomaa, Nelli (2018-12-05)
Sydäninfarktin jälkeisen vaurion mallintaminen sikakoe-eläinmallilla
(05.12.2018)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201902195413
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201902195413
Tiivistelmä
Iskemia-reperfuusiovaurion kliiniset ilmentyvät, kuten rymihäiriöt ja sydänlihasnekroosi ovat päivittäin nähtävissä sydänkirurgiassa. Ilmiön patofysiologia on kuitenkin monimutkainen ja edelleen osittain epäselvä.
Iskemiassa sydänlihassolut kärsivät hapenpuutteesta, jolloin energia-aineenvaihdunta muuttuu anaerobiseksi glykolyysiksi. Reperfuusiossa verenvirtaus sydänlihaskudokseen palautuu, solujen happipitoisuus nousee ja syntyy reaktiivisia happiyhdisteitä, jotka eri mekanismein saavat aikaan sydänlihassolujen apoptoosin ja pahimmillaan nekroosin. Reperfuusion vaurioittamassa sydänlihaksessa tulehdussolut aktivoituvat ja kertyvät vauriopaikalle aiheuttaen sydänlihakseen inflammaation ja endoteelivaurion. (Malmberg ym. 2012.)
Ecto-5´-nukleotidaasi (CD73) on muun muassa verisuonten endoteelisoluissa muodostuva entsyymi, joka säätelee verisuonten läpäisevyyttä adenosiinin aineenvaihdunnan avulla (Kiss ym. 2007). Interferoni-beeta-1a lisää CD73:n synteesiä. Adenosiini säätelee anti-inflammatorisia ilmiöitä, kuten verisuonen läpäisevyyden ja leukosyyttien houkuttelemisen vähentämistä inflammoituneeseen kudokseen (Kiss ym. 2007). Tämän seurauksena vaurioituneeseen kudokseen pääsee vähemmän reaktiivisia happiyhdisteitä ja tulehdussoluja, jolloin oletettavasti keskeisten iskemia-reperfuusiovaurion mekanismit vaimentuvat. CD73:n ilmenemisen on havaittu olevan aktiivinen sydänlihaskudoksessa iskeemisessä vauriossa, jossa sen on ajateltu toimivan suojamekanismina (Bönner ym. 2012).
Tarkoituksena on tutkia sikakoe-eläinmalleissa laskimonsisäisesti annetun CD73:n aktivaattorin, interferoni-beeta-1a:n, vaikutusta sydänlihaksen iskemia-reperfuusiovaurioon. Oletuksena on, että interferoni-beeta-1a:n anto vähentää iskemia-reperfuusiovaurion laajuutta. Tutkimusprotokollan mukaisesti sioille aiheutetaan sydäninfarkti ligeemaaralla vasemman sepelvaltimon laskevan haaran distaalinen osa 30 minuutiksi, minkä jälkeen perfuusio palautetaan. Tutkimusryhmän 20 siasta puolet saavat 8 tuntia ennen toimenpidettä laskimonsisäisesti interferoni-beeta-1:stä sekä lisäannoksen juuri ennen operaation aloittamista. Sioista seurataan verinäytteitä toimenpiteen aikana sekä otetaan kudosnäytteitä eri puolelta sydänlihasta iskemia-reperfuusiovaurion arvioimiseksi.
Koe-eläimenä sika sopii hyvin iskemia-reperfuusiovaurion mallintamiseen, sillä sian sydämen anatomia on hyvin samankaltainen ihmisen sydämeen verrattuna. Sian sepelvaltimot jakautuvat sydänlihaksen eri suonitusalueille samoin kuin ihmisellä. Sian käyttäminen koe-eläimenä tuo tutkimukseen kuitenkin haasteita erityisesti eläimen rytmihäiriöherkkyyden, hyperkoagulaatiotaipumuksen ja intuboinnin vaikeuden vuoksi.
Iskemiassa sydänlihassolut kärsivät hapenpuutteesta, jolloin energia-aineenvaihdunta muuttuu anaerobiseksi glykolyysiksi. Reperfuusiossa verenvirtaus sydänlihaskudokseen palautuu, solujen happipitoisuus nousee ja syntyy reaktiivisia happiyhdisteitä, jotka eri mekanismein saavat aikaan sydänlihassolujen apoptoosin ja pahimmillaan nekroosin. Reperfuusion vaurioittamassa sydänlihaksessa tulehdussolut aktivoituvat ja kertyvät vauriopaikalle aiheuttaen sydänlihakseen inflammaation ja endoteelivaurion. (Malmberg ym. 2012.)
Ecto-5´-nukleotidaasi (CD73) on muun muassa verisuonten endoteelisoluissa muodostuva entsyymi, joka säätelee verisuonten läpäisevyyttä adenosiinin aineenvaihdunnan avulla (Kiss ym. 2007). Interferoni-beeta-1a lisää CD73:n synteesiä. Adenosiini säätelee anti-inflammatorisia ilmiöitä, kuten verisuonen läpäisevyyden ja leukosyyttien houkuttelemisen vähentämistä inflammoituneeseen kudokseen (Kiss ym. 2007). Tämän seurauksena vaurioituneeseen kudokseen pääsee vähemmän reaktiivisia happiyhdisteitä ja tulehdussoluja, jolloin oletettavasti keskeisten iskemia-reperfuusiovaurion mekanismit vaimentuvat. CD73:n ilmenemisen on havaittu olevan aktiivinen sydänlihaskudoksessa iskeemisessä vauriossa, jossa sen on ajateltu toimivan suojamekanismina (Bönner ym. 2012).
Tarkoituksena on tutkia sikakoe-eläinmalleissa laskimonsisäisesti annetun CD73:n aktivaattorin, interferoni-beeta-1a:n, vaikutusta sydänlihaksen iskemia-reperfuusiovaurioon. Oletuksena on, että interferoni-beeta-1a:n anto vähentää iskemia-reperfuusiovaurion laajuutta. Tutkimusprotokollan mukaisesti sioille aiheutetaan sydäninfarkti ligeemaaralla vasemman sepelvaltimon laskevan haaran distaalinen osa 30 minuutiksi, minkä jälkeen perfuusio palautetaan. Tutkimusryhmän 20 siasta puolet saavat 8 tuntia ennen toimenpidettä laskimonsisäisesti interferoni-beeta-1:stä sekä lisäannoksen juuri ennen operaation aloittamista. Sioista seurataan verinäytteitä toimenpiteen aikana sekä otetaan kudosnäytteitä eri puolelta sydänlihasta iskemia-reperfuusiovaurion arvioimiseksi.
Koe-eläimenä sika sopii hyvin iskemia-reperfuusiovaurion mallintamiseen, sillä sian sydämen anatomia on hyvin samankaltainen ihmisen sydämeen verrattuna. Sian sepelvaltimot jakautuvat sydänlihaksen eri suonitusalueille samoin kuin ihmisellä. Sian käyttäminen koe-eläimenä tuo tutkimukseen kuitenkin haasteita erityisesti eläimen rytmihäiriöherkkyyden, hyperkoagulaatiotaipumuksen ja intuboinnin vaikeuden vuoksi.