Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự tiền điều trị gây mê muộn bảo vệ chống lại nhồi máu cơ tim thông qua việc kích hoạt yếu tố nhân-κB và tăng cường tự thực bào
Tóm tắt
Tiền điều trị gây mê muộn (APC) có thể bảo vệ khỏi tổn thương cơ tim do thiếu máu/ tái tưới máu (I/R); giai đoạn muộn được gọi là cửa sổ bảo vệ thứ hai (SWOP), nhưng cơ chế dưới đây vẫn chưa rõ. Yếu tố nhân-κB (NF-κB) liên quan đến sự bảo vệ cơ tim từ APC trong giai đoạn cấp tính; tự thực bào đã được báo cáo là có khả năng chống lại tình trạng apoptosis và giảm thiểu nhồi máu. Chúng tôi giả thuyết rằng APC khởi đầu sự bảo vệ tim muộn chống lại tổn thương I/R thông qua việc kích hoạt NF-kB và tăng cường tự thực bào, qua đó làm giảm phản ứng viêm và apoptosis. Sau khi thiết lập mô hình I/R ở chuột cống, mẫu thất trái được lấy trước khi I/R để đánh giá hoạt động liên kết NF-κB-DNA và biểu hiện của protein microtubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3) và cathepsin B, đồng thời kiểm tra các autophagosome sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua. Kích thước nhồi máu và biểu hiện của yếu tố hoại tử khối u α (TNF-α), interleukin 1β (IL-1β), và caspase-3 được đo vào cuối thời gian tái tưới máu 2 giờ. Kích thước nhồi máu được giảm đáng kể trong nhóm SWOP (30 ± 3%) khi so với nhóm I/R (47 ± 7%, P < 0.05), và phát hiện này liên quan đến sự gia tăng hoạt động liên kết NF-κB-DNA và autophagosome. Thêm vào đó, sự biểu hiện của LC3-II và cathepsin B cũng được tăng cường, và sự biểu hiện của TNF-α, IL-1β, và caspase-3 đã giảm trong nhóm SWOP khi so với nhóm I/R. Tuy nhiên, sự bảo vệ này bị triệt tiêu bởi việc sử dụng parthenolide (PTN) trước khi hít sevoflurane, làm tăng đáng kể kích thước nhồi máu (47 ± 5%, P < 0.05 PTN + SWOP so với nhóm SWOP). APC muộn đã bảo vệ trái tim chuột cống khỏi tổn thương I/R. Các cơ chế tiềm ẩn có thể bao gồm việc kích hoạt NF-κB, tăng cường tự thực bào và việc giảm mức độ biểu hiện TNF-α, IL-1β và caspase-3.
Từ khóa
#tiền điều trị gây mê #tổn thương cơ tim #thiếu máu/tái tưới máu #NF-κB #tự thực bào #viêm #apoptosisTài liệu tham khảo
Kersten JR, Schmeling TJ, Pagel PS, Gross GJ, Warltier DC. Isoflurane mimics ischemic preconditioning via activation of K(ATP) channels: reduction of myocardial infarct size with an acute memory phase. Anesthesiology. 1997;87:361–70.
Wang C, Weihrauch D, Schwabe DA, Bienengraeber M, Warltier DC, Kersten JR, Pratt PF Jr, Pagel PS. Extracellular signal-regulated kinases trigger isoflurane preconditioning concomitant with upregulation of hypoxia-inducible factor-1alpha and vascular endothelial growth factor expression in rats. Anesth Analg. 2006;103:281–8 (table of contents).
Lutz M, Liu H. Inhaled sevoflurane produces better delayed myocardial protection at 48 versus 24 hours after exposure. Anesth Analg. 2006;102:984–90.
Siracusano L, Girasole V, Alvaro S, Chiavarino ND. Myocardial preconditioning and cardioprotection by volatile anaesthetics. J Cardiovasc Med (Hagerstown). 2006;7:86–95.
Mangano DT, Wong MG, London MJ, Tubau JF, Rapp JA. Perioperative myocardial ischemia in patients undergoing noncardiac surgery-II: incidence and severity during the 1st week after surgery. The Study of Perioperative Ischaemia (SPI) Research Group. J Am Coll Cardiol. 1991;17:851–7.
Marinovic J, Bosnjak ZJ, Stadnicka A. Preconditioning by isoflurane induces lasting sensitization of the cardiac sarcolemmal adenosine triphosphate-sensitive potassium channel by a protein kinase C-delta-mediated mechanism. Anesthesiology. 2005;103:540–7.
Venkatapuram S, Wang C, Krolikowski JG, Weihrauch D, Kersten JR, Warltier DC, Pratt PF Jr, Pagel PS. Inhibition of apoptotic protein p53 lowers the threshold of isoflurane-induced cardioprotection during early reperfusion in rabbits. Anesth Analg. 2006;103:1400–5.
Nishida K, Yamaguchi O, Otsu K. Crosstalk between autophagy and apoptosis in heart disease. Circ Res. 2008;103:343–51.
Gurusamy N, Lekli I, Mukherjee S, Ray D, Ahsan MK, Gherghiceanu M, Popescu LM, Das DK. Cardioprotection by resveratrol: a novel mechanism via autophagy involving the mTORC2 pathway. Cardiovasc Res. 2010;86:103–12.
Lu X, Liu H, Wang L, Schaefer S. Activation of NF-kappaB is a critical element in the antiapoptotic effect of anaesthetic preconditioning. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2009;296:H1296–304.
Li C, Kao RL, Ha T, Kelley J, Browder IW, Williams DL. Early activation of IKKbeta during in vivo myocardial ischemia. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2001;280:H1264–71.
Ghosh S, May MJ, Kopp EB. NF-kappa B and Rel proteins: evolutionarily conserved mediators of immune responses. Annu Rev Immunol. 1998;16:225–60.
Petersen CA, Krumholz KA, Carmen J, Sinai AP, Burleigh BA. Trypanosoma cruzi infection and nuclear factor kappa B activation prevent apoptosis in cardiac cells. Infect Immun. 2006;74:1580–7.
Shintani T, Klionsky DJ. Autophagy in health and disease: a double-edged sword. Science. 2004;306:990–5.
Rubinsztein DC, Gestwicki JE, Murphy LO, Klionsky DJ. Potential therapeutic applications of autophagy. Nat Rev Drug Discov. 2007;6:304–12.
Huang C, Yitzhaki S, Perry CN, Liu W, Giricz Z, Mentzer RM Jr, Gottlieb RA. Autophagy induced by ischemic preconditioning is essential for cardioprotection. J Cardiovasc Transl Res. 2010;3:365–73.
Shi Y, Hutchins WC, Su J, Siker D, Hogg N, Pritchard KA Jr, Keszler A, Tweddell JS, Baker JE. Delayed cardioprotection with isoflurane: role of reactive oxygen and nitrogen. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2005;288(1):H175-84 (Epub 2004 Sep 23).
Wang C, Xie H, Liu X, Qin Q, Wu X, Liu H, Liu C. Role of nuclear factor-kappaB in volatile anaesthetic preconditioning with sevoflurane during myocardial ischaemia/reperfusion. Eur J Anaesthesiol. 2010;27:747–56.
Zingarelli B, Hake PW, Denenberg A, Wong HR. Sesquiterpene lactone parthenolide, an inhibitor of IkappaB kinase complex and nuclear factor-kappaB, exerts beneficial effects in myocardial reperfusion injury. Shock. 2002;17:127–34.
Xia Z, Godin DV, Ansley DM. Propofol enhances ischemic tolerance of middle-aged rat hearts: effects on 15-F(2t)-isoprostane formation and tissue antioxidant capacity. Cardiovasc Res. 2003;59:113–21.
Valen G, Yan ZQ, Hansson GK. Nuclear factor kappa-B and the heart. J Am Coll Cardiol. 2001;38:307–14.
Frassdorf J, Weber NC, Obal D, Toma O, Mullenheim J, Kojda G, Preckel B, Schlack W. Morphine induces late cardioprotection in rat hearts in vivo: the involvement of opioid receptors and nuclear transcription factor kappaB. Anesth Analg. 2005;101:934–41 (table of contents).
Chen CH, Chuang JH, Liu K, Chan JY. Nitric oxide triggers delayed anaesthetic preconditioning-induced cardiac protection via activation of nuclear factor-kappaB and upregulation of inducible nitric oxide synthase. Shock. 2008;30:241–9.
Zhao TC, Kukreja RC. Late preconditioning elicited by activation of adenosine A(3) receptor in heart: role of NF- kappa B, iNOS and mitochondrial K(ATP) channel. J Mol Cell Cardiol. 2002;34:263–77.
Hehner SP, Heinrich M, Bork PM, Vogt M, Ratter F, Lehmann V, Schulze-Osthoff K, Droge W, Schmitz ML. Sesquiterpene lactones specifically inhibit activation of NF-kappa B by preventing the degradation of I kappa B-alpha and I kappa B-beta. J Biol Chem. 1998;273:1288–97.
Kabeya Y, Mizushima N, Ueno T, Yamamoto A, Kirisako T, Noda T, Kominami E, Ohsumi Y, Yoshimori T. LC3, a mammalian homologue of yeast Apg8p, is localized in autophagosome membranes after processing. EMBO J. 2000;19:5720–8.
Comb WC, Cogswell P, Sitcheran R, Baldwin AS. IKK-dependent, NF-kappaB-independent control of autophagic gene expression. Oncogene. 2011;30:1727–32.
Meley D, Bauvy C, Houben-Weerts JH, Dubbelhuis PF, Helmond MT, Codogno P, Meijer AJ. AMP-activated protein kinase and the regulation of autophagic proteolysis. J Biol Chem. 2006;281:34870–9.
Samari HR, Seglen PO. Inhibition of hepatocytic autophagy by adenosine, aminoimidazole-4-carboxamide riboside, and N6-mercaptopurine riboside. Evidence for involvement of AMP-activated protein kinase. J Biol Chem. 1998;273:23758–63.
Lamberts RR, Onderwater G, Hamdani N, Vreden MJ, Steenhuisen J, Eringa EC, Loer SA, Stienen GJ, Bouwman RA. Reactive oxygen species-induced stimulation of 5′AMP-activated protein kinase mediates sevoflurane-induced cardioprotection. Circulation. 2009;120:S10–5.
Pattingre S, Tassa A, Qu X, Garuti R, Liang XH, Mizushima N, Packer M, Schneider MD, Levine B. Bcl-2 antiapoptotic proteins inhibit Beclin 1-dependent autophagy. Cell. 2005;122:927–39.
Zhong C, Zhou Y, Liu H. Nuclear factor kappaB and anesthetic preconditioning during myocardial ischemia-reperfusion. Anesthesiology. 2004;100:540–6.
Meldrum DR. Tumor necrosis factor in the heart. Am J Physiol. 1998;274:R577–95.
Konia MR, Schaefer S, Liu H. Nuclear factor-[kappa]B inhibition provides additional protection against ischaemia/reperfusion injury in delayed sevoflurane preconditioning. Eur J Anaesthesiol. 2009;26:496–503.