การบาดเจ็บจากการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือด (Ischemia-Reperfusion Injury)

การบาดเจ็บจากการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือด (Ischemia-reperfusion injury) คือความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดขึ้นเมื่อมีการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดไปยังอวัยวะหลังจากช่วงเวลาที่ไม่มีการไหลเวียนที่เพียงพอ โดยทั่วไปแล้ว การกลับมาของเลือดที่มีออกซิเจน ไม่ใช่เพียงแค่การขาดเลือดที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้เท่านั้น ที่เป็นสาเหตุส่วนหนึ่งของการบาดเจ็บ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นข้อกังวลที่สำคัญเมื่อมีการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดในอวัยวะผู้บริจาคที่ได้รับการเก็บรักษาไว้ในผู้รับ

Definition

การบาดเจ็บจากการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือด คือความเสียหายระดับเซลล์ หลอดเลือดฝอย และการอักเสบที่เกิดขึ้นเมื่อมีการนำเลือดที่มีออกซิเจนกลับเข้าสู่เนื้อเยื่อที่ผ่านช่วงเวลาของการขาดเลือด โดยที่การกลับมาไหลเวียนของเลือดนั้นมีส่วนทำให้เกิดการบาดเจ็บเพิ่มเติม นอกเหนือจากที่เกิดจากช่วงเวลาของการขาดเลือดเพียงอย่างเดียว

Scope

หัวข้อนี้จะอธิบายว่าทำไมการกลับมาไหลเวียนของเลือดจึงเพิ่มความเสียหายจากการขาดเลือด กลไกหลักที่เกี่ยวข้อง และกระบวนการนี้เชื่อมโยงสภาวะการเก็บรักษากับผลลัพธ์ของอวัยวะที่ปลูกถ่ายได้อย่างไร โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับพยาธิสรีรวิทยา ไม่ได้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับระเบียบการรักษา สูตรยา หรือกลยุทธ์การป้องกันเฉพาะบุคคล

Core questions

• ทำไมการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดจึงทำให้เกิดการบาดเจ็บเพิ่มเติม แทนที่จะเป็นการย้อนกลับภาวะขาดเลือดเพียงอย่างเดียว?
• เหตุการณ์ระดับเซลล์และหลอดเลือดฝอยใดบ้างที่เกิดขึ้นเมื่อมีการกลับมาไหลเวียนของเลือด?
• กระบวนการนี้เชื่อมโยงการเก็บรักษาอวัยวะกับการทำงานของอวัยวะที่ปลูกถ่ายได้อย่างไร?

Key concepts

• การหลั่งอนุมูลอิสระจำนวนมากเมื่อมีการกลับมาไหลเวียนของเลือด
• การสะสมแคลเซียมมากเกินไปและความผิดปกติของไมโทคอนเดรีย
• การกระตุ้นภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและระบบคอมพลีเมนต์
• ความผิดปกติของหลอดเลือดฝอยและการไม่ไหลเวียนของเลือด
• การบาดเจ็บของเซลล์บุผนังหลอดเลือด
• การอักเสบแบบปลอดเชื้อ

Mechanisms

ในระหว่างการขาดเลือด การขาดออกซิเจนและสารตั้งต้นจะทำให้การผลิตพลังงานของไมโทคอนเดรียบกพร่องและรบกวนสมดุลของไอออนในเซลล์ รวมถึงการจัดการแคลเซียมภายในเซลล์ เมื่อมีการกลับมาไหลเวียนของเลือด การนำออกซิเจนกลับเข้ามาอย่างกะทันหันจะก่อให้เกิดอนุมูลอิสระจำนวนมาก ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงจากการขาดเลือดที่สะสมและการตายของเซลล์จะปล่อยสัญญาณที่กระตุ้นระบบคอมพลีเมนต์และภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ทำให้เกิดการตอบสนองการอักเสบแบบปลอดเชื้อ (Collard & Gelman, 2001; Eltzschig & Collard, 2004) การบาดเจ็บของเซลล์บุผนังหลอดเลือดและความผิดปกติของหลอดเลือดฝอยอาจขัดขวางการไหลเวียนของเลือดที่มีประสิทธิภาพ แม้ว่าจะมีการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดในระดับมหภาคแล้วก็ตาม กลไกเหล่านี้พบได้ในอวัยวะต่างๆ และเป็นสะพานเชื่อมเชิงกลไกจากสภาวะการเก็บรักษาไปสู่ผลลัพธ์ทางคลินิกของการปลูกถ่ายอวัยวะ (Eltzschig & Eckle, 2011)

Clinical relevance

เนื่องจากการบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือดมีส่วนทำให้เกิดความผิดปกติของอวัยวะที่ปลูกถ่ายในช่วงต้น จึงเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจว่าวิธีการเก็บรักษาและระยะเวลาการขาดเลือดส่งผลต่อผลลัพธ์ของการปลูกถ่ายอย่างไร และยังมีความเกี่ยวข้องนอกเหนือจากการปลูกถ่ายในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การกลับมาไหลเวียนของเลือดหลังกล้ามเนื้อหัวใจตาย ข้อมูลนี้อธิบายกลไกเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง และไม่ได้แนะนำการป้องกันหรือการรักษาเฉพาะเจาะจง

Evidence & guidelines

พยาธิสรีรวิทยาของการบาดเจ็บจากการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือดได้รับการบันทึกไว้ในบทความทบทวนเชิงกลไกและการแปลผลที่สังเคราะห์จากการทดลองและการสังเกตทางคลินิก (Collard & Gelman, 2001; Eltzschig & Collard, 2004; Eltzschig & Eckle, 2011) การจัดการทางคลินิกของภาวะที่ตามมาจะกล่าวถึงในหัวข้อความผิดปกติของอวัยวะที่ปลูกถ่ายล่าช้าและความล้มเหลวของอวัยวะที่ปลูกถ่ายเบื้องต้น

History

การตระหนักว่าการกลับมาไหลเวียนของเลือดเองสามารถทำลายเนื้อเยื่อได้ แทนที่จะเป็นเพียงการเปิดเผยความเสียหายจากการขาดเลือดก่อนหน้านี้ ได้เปลี่ยนความเข้าใจเกี่ยวกับการฟื้นตัวของอวัยวะในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 บทความทบทวนที่ตามมาได้รวบรวมบทบาทของอนุมูลอิสระ การสะสมแคลเซียมมากเกินไป ความผิดปกติของเซลล์บุผนังหลอดเลือด และการกระตุ้นภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด และเชื่อมโยงกลไกดังกล่าวเข้ากับความพยายามในการแปลผลเพื่อปกป้องอวัยวะ (Collard & Gelman, 2001; Eltzschig & Collard, 2004; Eltzschig & Eckle, 2011)

Key figures

• Holger Eltzschig
• Charles Collard
• Simon Gelman

Seminal works

• eltzschig-eckle-2011
• collard-gelman-2001
• eltzschig-2004

Frequently asked questions

การฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดเป็นอันตรายได้อย่างไร?

เมื่อเลือดที่มีออกซิเจนกลับคืนสู่เนื้อเยื่อที่ขาดเลือด จะกระตุ้นให้เกิดอนุมูลอิสระจำนวนมากและกระตุ้นเส้นทางการอักเสบและภูมิคุ้มกัน ในขณะที่ความผิดปกติของหลอดเลือดฝอยสามารถขัดขวางการไหลเวียนของเลือดที่มีประสิทธิภาพ เหตุการณ์การกลับมาไหลเวียนของเลือดเหล่านี้จะเพิ่มความเสียหายที่เกิดจากการขาดเลือดอยู่แล้ว

ทำไมการบาดเจ็บจากการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือดจึงมีความสำคัญในการปลูกถ่ายอวัยวะ?

อวัยวะผู้บริจาคจะอยู่ในภาวะขาดเลือดระหว่างการเก็บรักษา และจะมีการกลับมาไหลเวียนของเลือดในผู้รับ ความรุนแรงของการบาดเจ็บที่เกิดขึ้นจะช่วยกำหนดว่าอวัยวะที่ปลูกถ่ายจะทำงานได้ทันที ทำงานช้า หรือล้มเหลว ซึ่งเชื่อมโยงสภาวะการเก็บรักษากับผลลัพธ์