Nowe podejście do leczenia ostrego niedokrwienia jelit – wyniki badań

Czy AMI to wyzwanie chirurgiczne?

Badanie eksperymentalne przeprowadzone na modelu szczurzym miało na celu ocenę skuteczności kombinacji leków w ograniczaniu uszkodzeń związanych z niedokrwieniem i reperfuzją (IRI) w ostrym niedokrwieniu jelit (AMI). AMI stanowi nagły stan chirurgiczny wymagający złożonego, wielodyscyplinarnego postępowania, charakteryzujący się ostrym zmniejszeniem przepływu krwi do jelit, najczęściej spowodowanym zatorem lub zakrzepicą tętniczą. Hipoperfuzja w krótkim czasie prowadzi do uszkodzenia i martwicy jelita. Pomimo stosunkowo niskiej częstości występowania (średnio 6,2 przypadku na 100 000 osobolat), AMI charakteryzuje się wysoką krótkoterminową śmiertelnością wynoszącą prawie 60%.

Obecny standard terapeutyczny w AMI obejmuje natychmiastową rewaskularyzację i kontrolę uszkodzeń dotkniętego jelita. Rewaskularyzacja może być przeprowadzona metodami endowaskularnymi, otwartymi lub hybrydowymi. W ostatnich dwóch dekadach obserwuje się rosnący udział technik endowaskularnych jako strategii pierwszego wyboru w rewaskularyzacji AMI, częściowo ze względu na zmniejszoną chorobowość (np. niższy wskaźnik resekcji jelita i zespołu krótkiego jelita) oraz szybszą rewaskularyzację. Mimo znaczących innowacji endowaskularnych w ostatnich latach, utrzymująca się wysoka śmiertelność wskazuje na potrzebę priorytetowego traktowania AMI w badaniach w celu poprawy wyników.

Jak zaprojektowano eksperyment?

Badanie przeprowadzono na 36 samcach szczurów Sprague-Dawley o masie 385-500g, podzielonych na pięć grup: kontrolną (n=7), heparyna (HEP; n=6), heparyna + werapamil (HEP+VER; n=6), heparyna + kwas walproinowy (HEP+VPA; n=8) oraz grupa otrzymująca wszystkie leki (HEP+VER+VPA; n=9). Model eksperymentalny obejmował 45-minutową okluzję tętnicy krezkowej górnej (SMA), a następnie reperfuzję z jednoczesnym dożylnym podaniem badanych leków. Parametry hemodynamiczne, w tym średnie ciśnienie tętnicze (MAP) i częstość akcji serca (HR), były monitorowane przez cały czas trwania eksperymentu.

Wybór testowanych leków – werapamilu (VER) i kwasu walproinowego (VPA) – opierał się na ich potencjalnych właściwościach ochronnych w kontekście niedokrwienia i reperfuzji. Werapamil, jako wazodylatator i inhibitor napływu wapnia, wykazał pozytywny wpływ na metabolizm energetyczny i ochronę komórkową w AMI. Kwas walproinowy wykazał właściwości przeciwzapalne i cytoprotekcyjne w globalnym niedokrwieniu mózgu, niedokrwieniu rdzenia kręgowego i przedłużonym niedokrwieniu kończyn. Mechanizmy wywołujące te efekty nie zostały w pełni zbadane, jednak sugeruje się modulację szlaku Akt. Heparyna została włączona do wszystkich grup terapeutycznych, ponieważ jest powszechnie stosowana w leczeniu AMI i stanowi podstawę przeciwkrzepliwą w procesie rewaskularyzacji.

Do oceny uszkodzeń jelita zastosowano kompleksową metodologię obejmującą analizę histologiczną całego jelita cienkiego z wykorzystaniem techniki “swiss roll”, która pozwala uniknąć błędu próbkowania. Jelito było oceniane według skali Park/Chiu uszkodzeń niedokrwienno-reperfuzyjnych. Dodatkowo oznaczano biomarkery w osoczu: jelitowe białko wiążące kwasy tłuszczowe (I-FABP) jako marker uszkodzenia błony śluzowej oraz cytokiny prozapalne (IL-1β, IL-6, TNF-α) zaangażowane w odpowiedź zapalną w IRI.

Czy wyniki badania otwierają nowe perspektywy leczenia AMI?

Wyniki badania wykazały, że wszystkie zwierzęta pomyślnie przeszły instrumentację i okluzję SMA z minimalną utratą krwi. Nie stwierdzono istotnych różnic w masie ciała, MAP i częstości akcji serca na początku badania. 23 z 36 szczurów przeżyło do końca badania (4 godziny reperfuzji), bez istotnych różnic w krzywych przeżycia między grupami. Wszystkie zwierzęta wykazały podobny trend wzrostu MAP bezpośrednio po okluzji SMA (średnio o 12 mmHg w ciągu pierwszych 10 sekund po okluzji).

Analiza dynamiki MAP i HR podczas okluzji i reperfuzji wykazała, że podczas okluzji nachylenia regresji liniowej dla wszystkich grup były zgodne z zerem zarówno dla MAP, jak i HR. Podczas reperfuzji wszystkie grupy miały statystycznie istotne ujemne nachylenie dla MAP, z wyjątkiem grupy HEP+VER, która wykazywała stabilność (nachylenie zgodne z zerem). W przypadku HR podczas reperfuzji, grupy HEP+VPA i HEP+VER+VPA miały statystycznie istotne dodatnie nachylenia, podczas gdy pozostałe grupy były zgodne z zerem.

Analiza histologiczna nie wykazała istotnych różnic między grupą kontrolną a grupami leczonymi. Najniższe wyniki uszkodzeń jelita zaobserwowano w grupie HEP+VER, gdzie każdy szczur miał medianę wyniku 0, co sugeruje niewielkie lub żadne uszkodzenie jelita. Najwyższe wyniki uszkodzeń jelita zaobserwowano w grupie HEP+VER+VPA, które były istotnie wyższe niż w grupie HEP+VER (p=0,042).

Poziomy I-FABP w osoczu nie wykazały istotnych różnic między grupami na początku badania, ze średnią 2,56 ± 0,78 ng/ml. Na koniec badania poziomy I-FABP wykazały istotny wzrost w porównaniu z wartościami wyjściowymi we wszystkich grupach z wyjątkiem HEP+VER (kontrola: 6,18 ± 1,00 ng/ml, p<0,0001; HEP: 5,87 ± 1,73 ng/ml, p<0,0001; HEP+VER: 3,80 ± 1,52 ng/ml, p=0,0672; HEP+VPA: 4,83 ± 1,46 ng/ml, p<0,0001; HEP+VER+VPA: 4,98 ± 1,13 ng/ml, p<0,0001). Najniższe końcowe poziomy I-FABP zaobserwowano w grupie HEP+VER, która jako jedyna wykazała istotne różnice w porównaniu z grupą kontrolną (6,18 ± 1,00 vs 3,80 ± 1,52 ng/ml, p=0,0186).

Poziomy cytokin na początku badania nie wykazały istotnych różnic między grupami. Średnie poziomy cytokin IL-1β, IL-6 i TNF-α na koniec badania były najniższe w grupie HEP+VER, jednak nie stwierdzono istotnej różnicy w porównaniu z grupą kontrolną.

Wyniki badania sugerują korzystny wpływ kombinacji HEP+VER podawanej podczas rewaskularyzacji w AMI. Werapamil, jako bloker kanałów wapniowych, może zmniejszać uszkodzenia reperfuzyjne poprzez hamowanie nadmiernego napływu wapnia do komórek i działanie wazodylatacyjne. Badanie to potwierdza i rozszerza wcześniejsze doniesienia o korzystnym wpływie werapamilu w kontekście AMI, choć zwraca uwagę na znaczenie odpowiedniego czasu podania leku i jego dawkowania.

Interesującym odkryciem było to, że dodanie kwasu walproinowego do kombinacji heparyny i werapamilu nie poprawiło, a wręcz pogorszyło wyniki. Mechanizm tego zjawiska nie jest jasny i wymaga dalszych badań. Możliwe, że interakcje farmakologiczne między tymi lekami mogą prowadzić do niepożądanych efektów w kontekście niedokrwienia i reperfuzji jelita.

Badanie ma kilka ograniczeń. Model nie uwzględnia chorób współistniejących silnie związanych z AMI, takich jak migotanie przedsionków i miażdżyca, która znacząco zmienia łożysko naczyniowe krezki. Ponadto, model nie uwzględnia innych etiologii AMI, takich jak nieokluzyjne niedokrwienie krezki (NOMI) czy zakrzepica żył krezkowych, które łącznie stanowią około jednej trzeciej wszystkich przypadków AMI. Dodatkowo, szczur, ze względu na rozmiar, a tym samym ograniczone możliwości instrumentacji i monitorowania, ma istotne wady w modelowaniu stanów takich jak AMI, które w praktyce klinicznej wymagają złożonej resuscytacji i intensywnej opieki. Nie było również grupy otrzymującej sam VER, co ogranicza interpretację wyników dotyczących efektów przypisywanych wyłącznie temu lekowi.

Badanie to osiągnęło ważne odkrycia dotyczące korzystnych efektów kombinacji HEP i VER na jelitowe uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjne. Aby poprawić wyniki w AMI, należy zbadać nowe podejścia, takie jak terapie lekowe czy techniki perfuzji. Ponieważ model szczurzy ma istotne ograniczenia, dalsze badania nad terapią VER w AMI powinny być przeniesione na model dużych zwierząt, na przykład świń. Ponieważ VER może mieć szkodliwe efekty systemowe, istnieją aspekty, które wymagają optymalizacji, na przykład odpowiednia dawka i moment podania. Warto zauważyć, że VER ma rozległy metabolizm pierwszego przejścia przez wątrobę, z zaledwie 20% leku docierającego do krążenia systemowego. Tę właściwość VER można wykorzystać do podawania wysokich dawek leku lokalnie, tj. bezpośrednio do SMA, osiągając w ten sposób maksymalną wazodylatację i redukcję przeciążenia wapniem, jednocześnie minimalizując ogólnoustrojowe działania niepożądane.

Podsumowanie

Badanie eksperymentalne przeprowadzone na szczurach wykazało, że kombinacja heparyny z werapamilem może skutecznie ograniczać uszkodzenia związane z niedokrwieniem i reperfuzją w ostrym niedokrwieniu jelit. W eksperymencie wykorzystano 36 szczurów podzielonych na pięć grup, testując różne kombinacje leków: heparynę, werapamil i kwas walproinowy. Najlepsze wyniki uzyskano w grupie otrzymującej heparynę z werapamilem, gdzie zaobserwowano najmniejsze uszkodzenia jelita i najniższe poziomy markerów stanu zapalnego. Interesującym odkryciem było to, że dodanie kwasu walproinowego do tej kombinacji nie poprawiło, a wręcz pogorszyło wyniki. Badanie, mimo pewnych ograniczeń związanych z modelem zwierzęcym, sugeruje nowe możliwości w leczeniu AMI, szczególnie w kontekście lokalnego podawania werapamilu bezpośrednio do tętnicy krezkowej górnej, co mogłoby zminimalizować ogólnoustrojowe działania niepożądane przy zachowaniu maksymalnej skuteczności terapeutycznej.