Реперфузионное повреждение

Реперфузионное повреждение — это парадоксальное повреждение тканей, которое может возникнуть при восстановлении кровотока к органу после периода ишемии. Хотя реперфузия необходима для спасения ишемизированной ткани, внезапное возвращение кислорода и вызываемые им воспалительные и биохимические процессы могут усугубить клеточное повреждение сверх того, что было вызвано одной лишь ишемией.

Definition

Реперфузионное повреждение — это дополнительное клеточное и тканевое повреждение, возникающее при восстановлении кровотока к ранее ишемизированной ткани, обусловленное активными формами кислорода, внутриклеточной перегрузкой кальцием, митохондриальной дисфункцией и воспалительной реакцией, и способствующее окончательной степени повреждения сверх того, что было вызвано одной лишь ишемией.

Scope

Статья охватывает причины, по которым восстановление перфузии может усугубить повреждение, основные механизмы — окислительный стресс, перегрузку кальцием, митохондриальный переход проницаемости и воспаление — а также концепцию ишемии-реперфузии как комбинированного повреждения. Это тема общей патологии и патофизиологии, и она не предлагает рекомендаций по какой-либо конкретной терапии или лечению пациентов.

Core questions

• Почему восстановление кровотока к ишемизированной ткани может вызывать дальнейшее повреждение, а не только спасение?
• Какую роль играют активные формы кислорода, перегрузка кальцием и митохондриальная дисфункция в реперфузионном повреждении?
• Как воспаление способствует повреждению, которое следует за реперфузией?
• Почему реперфузионное повреждение описывается как часть комбинированного «ишемически-реперфузионного» повреждения?

Key concepts

• Ишемия-реперфузия как комбинированное повреждение
• Активные формы кислорода (окислительный взрыв при реоксигенации)
• Внутриклеточная перегрузка кальцием
• Митохондриальная пора проницаемости
• Воспалительное и нейтрофил-опосредованное повреждение
• Микрососудистый феномен и феномен «отсутствия реперфузии»
• Летальное реперфузионное повреждение
• Эндотелиальная дисфункция

Mechanisms

Во время ишемии в клетках накапливаются метаболические нарушения, которые подготавливают их к дальнейшему повреждению при возвращении кислорода. При реперфузии внезапное повторное введение кислорода вызывает всплеск активных форм кислорода, который подавляет антиоксидантную защиту и повреждает липиды, белки и ДНК. Развивается внутриклеточная и митохондриальная перегрузка кальцием, а комбинация окислительного стресса, кальциевой нагрузки и нормализации pH способствует открытию митохондриальной поры проницаемости, что приводит к гибели клеток. Реперфузия также активирует стерильный воспалительный ответ, привлекая нейтрофилы и комплемент, вызывая эндотелиальную дисфункцию и микрососудистую обструкцию (феномен «отсутствия реперфузии»), что может усугубить повреждение тканей. Поскольку ишемический период запускает эти события, а реперфузия их инициирует, этот процесс лучше всего понимать как комбинированное ишемически-реперфузионное повреждение. Эти механизмы подробно описаны в обзорах миокардиального и общего ишемически-реперфузионного повреждения, а также в патологоанатомических справочниках.

Clinical relevance

Реперфузионное повреждение актуально везде, где кровоток восстанавливается после ишемии — например, после лечения инфаркта миокарда, при инсульте и при трансплантации органов — поскольку оно может нивелировать часть пользы от восстановления перфузии. Эта статья описывает основные механизмы на справочном уровне и не является основанием для выбора или применения какого-либо лечения у отдельного пациента.

Evidence & guidelines

Механистическое описание основано на обзорных статьях по реперфузионному повреждению миокарда и биологии ишемии-реперфузии в более широком смысле, а также на стандартных патологоанатомических справочниках. Эти источники описывают окислительные, кальций-зависимые, митохондриальные и воспалительные пути и отмечают, что преобразование механистических знаний в эффективную защиту оказалось сложной задачей.

History

Признание того, что сама реперфузия может повреждать ткани, возникло в экспериментальной кардиологии в конце XX века, когда исследователи заметили, что восстановление коронарного кровотока не просто спасает ишемизированный миокард, но может добавлять отдельный компонент повреждения. Последующие исследования охарактеризовали окислительные, кальций-зависимые, митохондриальные и воспалительные механизмы, рассматривая ишемически-реперфузионное повреждение как мишень для защиты, что отражено в современной литературе.

Seminal works

• yellon-2007
• eltzschig-2011

Frequently asked questions

Если восстановление кровотока может вызвать повреждение, почему реперфузия все еще необходима?

Без реперфузии ишемизированная ткань продолжает отмирать из-за недостатка кислорода, поэтому восстановление кровотока необходимо для ее спасения; реперфузионное повреждение описывает дополнительный, частичный компонент повреждения, который сопровождает в остальном полезное возвращение кровотока.

Что такое феномен «отсутствия реперфузии»?

Это неспособность крови полностью повторно войти в части ранее ишемизированной ткани даже после повторного открытия основного сосуда из-за микрососудистой обструкции и эндотелиальной дисфункции, что может способствовать реперфузионному повреждению.