การบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือด (Reperfusion Injury)

การบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือด คือความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดขึ้นอย่างขัดแย้งเมื่อมีการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดไปยังอวัยวะหลังจากช่วงเวลาของการขาดเลือด แม้ว่าการกลับมาไหลเวียนของเลือดเป็นสิ่งจำเป็นในการช่วยชีวิตเนื้อเยื่อที่ขาดเลือด แต่การกลับมาของออกซิเจนอย่างกะทันหันและเหตุการณ์ทางอักเสบและชีวเคมีที่กระตุ้นขึ้น อาจขยายความเสียหายของเซลล์ให้รุนแรงกว่าที่เกิดจากการขาดเลือดเพียงอย่างเดียว

Definition

การบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือด คือความเสียหายเพิ่มเติมของเซลล์และเนื้อเยื่อที่เกิดขึ้นเมื่อมีการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดไปยังเนื้อเยื่อที่เคยขาดเลือด โดยมีสาเหตุมาจากสารออกซิเดชันที่ว่องไว (reactive oxygen species), แคลเซียมในเซลล์เกิน (intracellular calcium overload), การทำงานผิดปกติของไมโทคอนเดรีย (mitochondrial dysfunction) และการตอบสนองทางอักเสบ ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดความเสียหายขั้นสุดท้ายที่รุนแรงกว่าที่เกิดจากการขาดเลือดเพียงอย่างเดียว

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมถึงสาเหตุที่การฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดอาจทำให้อาการบาดเจ็บรุนแรงขึ้น กลไกหลัก ได้แก่ ภาวะเครียดออกซิเดชัน (oxidative stress), แคลเซียมเกิน (calcium overload), การเปลี่ยนแปลงสภาพของไมโทคอนเดรีย (mitochondrial permeability transition) และการอักเสบ รวมถึงแนวคิดของการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือดในฐานะการบาดเจ็บแบบผสมผสาน นี่เป็นหัวข้อพยาธิวิทยาทั่วไปและพยาธิสรีรวิทยา และไม่ได้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับการรักษาเฉพาะเจาะจงหรือผู้ป่วยรายใด

Core questions

• เหตุใดการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดไปยังเนื้อเยื่อที่ขาดเลือดจึงอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บเพิ่มเติม แทนที่จะช่วยกอบกู้เพียงอย่างเดียว?
• สารออกซิเดชันที่ว่องไว, แคลเซียมเกิน, และการทำงานผิดปกติของไมโทคอนเดรีย มีบทบาทอย่างไรในการบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือด?
• การอักเสบมีส่วนทำให้เกิดความเสียหายที่ตามมาจากการกลับมาไหลเวียนของเลือดได้อย่างไร?
• เหตุใดการบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือดจึงถูกอธิบายว่าเป็นส่วนหนึ่งของการบาดเจ็บแบบผสมผสาน 'การขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือด'?

Key concepts

• การขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือดเป็นการบาดเจ็บแบบผสมผสาน
• สารออกซิเดชันที่ว่องไว (การระเบิดของออกซิเดชันเมื่อได้รับออกซิเจนอีกครั้ง)
• แคลเซียมในเซลล์เกิน
• รูพรุนการเปลี่ยนแปลงสภาพของไมโทคอนเดรีย
• การบาดเจ็บที่เกิดจากการอักเสบและนิวโทรฟิล
• ปรากฏการณ์หลอดเลือดฝอยและไม่มีการไหลเวียน
• การบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือดที่ถึงแก่ชีวิต
• ความผิดปกติของเซลล์บุผนังหลอดเลือด

Mechanisms

ในระหว่างการขาดเลือด เซลล์จะสะสมความผิดปกติทางเมตาบอลิซึมที่เตรียมพร้อมสำหรับการบาดเจ็บเพิ่มเติมเมื่อออกซิเจนกลับมา เมื่อมีการกลับมาไหลเวียนของเลือด การนำออกซิเจนกลับเข้ามาอย่างกะทันหันจะสร้างสารออกซิเดชันที่ว่องไวจำนวนมาก ซึ่งเกินกว่าที่ระบบป้องกันสารต้านอนุมูลอิสระจะรับมือได้ และทำลายไขมัน โปรตีน และ DNA เกิดภาวะแคลเซียมในเซลล์และไมโทคอนเดรียเกิน และการรวมกันของภาวะเครียดออกซิเดชัน การสะสมแคลเซียม และการปรับสภาพ pH ให้เป็นปกติ จะส่งเสริมการเปิดรูพรุนการเปลี่ยนแปลงสภาพของไมโทคอนเดรีย (mitochondrial permeability transition pore) ซึ่งนำไปสู่การตายของเซลล์ การกลับมาไหลเวียนของเลือดจะกระตุ้นการตอบสนองทางอักเสบแบบปลอดเชื้อ โดยดึงดูดนิวโทรฟิลและคอมพลีเมนต์ และทำให้เกิดความผิดปกติของเซลล์บุผนังหลอดเลือดและการอุดตันของหลอดเลือดฝอย (ปรากฏการณ์ 'no-reflow') ซึ่งอาจขยายความเสียหายของเนื้อเยื่อ เนื่องจากช่วงเวลาของการขาดเลือดเป็นตัวตั้งต้นเหตุการณ์เหล่านี้ และการกลับมาไหลเวียนของเลือดเป็นตัวกระตุ้น กระบวนการนี้จึงเข้าใจได้ดีที่สุดว่าเป็นการบาดเจ็บแบบผสมผสานระหว่างการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือด กลไกเหล่านี้มีรายละเอียดอยู่ในบทความทบทวนเกี่ยวกับการบาดเจ็บจากการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือดในกล้ามเนื้อหัวใจและโดยทั่วไป และในเอกสารอ้างอิงทางพยาธิวิทยา

Clinical relevance

การบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือดมีความเกี่ยวข้องในทุกกรณีที่มีการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดหลังจากการขาดเลือด เช่น หลังจากการรักษาภาวะกล้ามเนื้อหัวใจตายเฉียบพลัน ในโรคหลอดเลือดสมอง และในการปลูกถ่ายอวัยวะ เนื่องจากอาจลดทอนประโยชน์บางส่วนของการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดได้ เนื้อหานี้อธิบายกลไกพื้นฐานในระดับอ้างอิง และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการเลือกหรือการนำการรักษาใดๆ ไปใช้กับบุคคล

Evidence & guidelines

คำอธิบายกลไกนี้อ้างอิงจากบทความทบทวนเกี่ยวกับการบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือดในกล้ามเนื้อหัวใจและชีววิทยาของการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือดในวงกว้างขึ้น รวมถึงเอกสารอ้างอิงทางพยาธิวิทยามาตรฐาน แหล่งข้อมูลเหล่านี้อธิบายถึงวิถีทางออกซิเดชันที่เกี่ยวข้องกับแคลเซียม ไมโทคอนเดรีย และการอักเสบ และระบุว่าการนำความเข้าใจเชิงกลไกไปสู่การป้องกันที่มีประสิทธิภาพนั้นเป็นเรื่องยาก

History

การตระหนักว่าการกลับมาไหลเวียนของเลือดเองอาจทำให้เนื้อเยื่อเสียหายได้เกิดขึ้นจากการศึกษาโรคหัวใจเชิงทดลองในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 เมื่อนักวิจัยสังเกตว่าการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดหัวใจไม่ได้ช่วยกอบกู้กล้ามเนื้อหัวใจที่ขาดเลือดเพียงอย่างเดียว แต่ยังสามารถเพิ่มองค์ประกอบความเสียหายที่แตกต่างออกไปได้ การวิจัยต่อมาได้ระบุลักษณะกลไกที่เกี่ยวข้องกับออกซิเดชัน แคลเซียม ไมโทคอนเดรีย และการอักเสบ โดยกำหนดให้การบาดเจ็บจากการขาดเลือดและการกลับมาไหลเวียนของเลือดเป็นเป้าหมายสำหรับการป้องกัน ดังที่ได้ทบทวนในวรรณกรรมสมัยใหม่

Seminal works

• yellon-2007
• eltzschig-2011

Frequently asked questions

หากการฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บ เหตุใดการกลับมาไหลเวียนของเลือดจึงยังจำเป็น?

หากไม่มีการกลับมาไหลเวียนของเลือด เนื้อเยื่อที่ขาดเลือดจะยังคงตายจากการขาดออกซิเจน ดังนั้นการฟื้นฟูการไหลเวียนจึงจำเป็นต่อการช่วยชีวิต การบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือดอธิบายถึงองค์ประกอบความเสียหายเพิ่มเติมบางส่วนที่เกิดขึ้นพร้อมกับการกลับมาของเลือดที่เป็นประโยชน์

ปรากฏการณ์ 'no-reflow' คืออะไร?

คือความล้มเหลวของเลือดที่จะกลับเข้าสู่ส่วนต่างๆ ของเนื้อเยื่อที่เคยขาดเลือดได้อย่างสมบูรณ์ แม้ว่าหลอดเลือดหลักจะถูกเปิดออกแล้วก็ตาม เนื่องจากมีการอุดตันของหลอดเลือดฝอยและความผิดปกติของเซลล์บุผนังหลอดเลือด ซึ่งอาจมีส่วนทำให้เกิดการบาดเจ็บจากการกลับมาไหลเวียนของเลือด