Ποσοτικός προσδιορισμός των γλυκοζοαμινογλυκανών θειϊκή χονδροϊτίνη-υαλουρονικό οξύ και συσχέτιση με την αθηροσκλήρωση

Abstract

Aim: Cardiovascular disease is the largest cause of death in Western societies and it primarily results from the atherosclerosis to large- to medium-sized vessels, which leads to myocardial infarction when it occurs in the coronary arteries or stroke when it occurs in the cerebral arteries. Pathological processes involved in microvascular disease include the accumulation of lipid retained by extracellular matrix (ECM) molecules, especially by the chondroitin sulfate/dermatan sulfate (CS/DS) proteoglycans (PGs) versican, biglycan and decorin. The CS/DS proteoglycans have a higher affinity for LDL binding and it is hypothesized that chemically and structurally altered PGs have even higher affinity for LDL, and thus, exacerbate lipid retention. Our study was designed to identify the amounts of glycosaminoglycans (GAGs) of two subgroups (chondroitin-4-sulfate and chondroitin-0-sulfate) and the overall amount of total chondroitin sulfate (CS), in serum of patients following coronary artery bypass graft surgery (CABG). Patients and Methods: A total of 68 individuals were recruited for this prospective randomized-study eligible patient’s research. The first category consisted of healthy individuals (18 subjects). The second group included patients who underwent on pump CABG (40 patients) while the third group included patients to whom off pump cardiac surgery was performed (10 patients). The concentrations of CS were measured before and after the operation on the 3rd postoperative day and an atherosclerotic profile was identified by determining biochemical markers preoperatively. The values of CS were investigated by capillary electrophoresis. Results: The amount of GAGs (CS4, CS0 and CS) was significantly higher in all patients after the operation (p value <0.01). The values of healthy individuals were similar to preoperative patient values. CS values were significantly enhanced postoperatively in all patients who underwent CABG. This increase was to a significant extent much higher in the on pump group of patients. Conclusions: The results of this PhD thesis have explicitly shown that CS was increased in all series of patients who were submitted to CABG. The key element though is that a statistically significant enhance in CS was observed in the patients to whom the on pump procedure was performed comparing with the off pump operation. This data induce us to state that CS is augmented not only by the intraoperative manipulations which are accountable for myocardial injury but is also indissolubly connected to the inflammatory response as a result of cardiopulmonary bypass (CPB) application. Although in both conventional CABG and off pump CABG there is a comparable surgical trauma, it is our belief that CPB is one of the most important factors responsible for stimulating an inflammatory response. This intense inflammatory reaction is caused mainly due to, blood contact with the artificial bypass surface, conversion to laminar flow, cold cardiac ischemia, continuous pulse wave and hypothermia. It is well documented that the systemic inflammatory response syndrome (SIRS) can be detected to some degree in nearly all patients subjected to a pump oxygenator and the up to date medical literature strongly supports that SIRS after off pump procedures is mitigated compared with the on pump operation. Several parameters and markers (e.g. IL1, IL6, tumor necrosis factor TNF,) have been previously recruited for evaluating the severity of SIRS following CABG. What this study has to offer, is the application and involvement for the first-time in medical literature of the CS serum values’ measurement in the perioperative diagnostics of coronary revascularization surgery. These values seem to provide advantages in the detection of perioperative myocardial damage due to surgical manipulations, but from the results of our research also seem to be connected to the inflammatory response after CBP, as the comparison between on pump and off pump- operated patients has shown. This novel and most-promising method, is for the time being based on a relative small sample of patients; the confirmation of its results by a larger randomized study (which will include all sorts of cardiac operations) will probably establish it in the future as a first line approach for the detection of systemic inflammatory response after heart surgery.

Ποσοτικός προσδιορισμός της θειικής χονδροϊτίνης στον ορό ασθενών που υποβάλλονται σε αορτοστεφανιαία παράκαμψη Σκοπός: Τα αλματώδη βήματα που καταγράφονται τα τελευταία χρόνια σε ολόκληρο το φάσμα των ανθρωποκεντρικών επιστημών έχουν βοηθήσει το σύγχρονο επιστήμονα αφενός να κατανοεί ολοένα και καλύτερα τους μηχανισμούς οι οποίοι συμβάλλουν στην ανάπτυξη της οντότητας αυτής και αφετέρου να την αντιμετωπίσει αποτελεσματικότερα. Έτσι, έρχονται συνεχώς στο φως νεότερα δεδομένα που σχετίζονται με τις γλυκοζαμινογλυκάνες (GAGs) και τους τρόπους δράσεως των μορίων αυτών. Ο σκοπός της διατριβής αυτής ήταν ο προσδιορισμός της θειϊκής χονδροϊτίνης στον ορό του αίματος ασθενών που υποβάλλονται σε επέμβαση αορτοστεφανιαίας παράκαμψης καθώς και η αποσαφήνιση του μοντέλου μεταβολής της γλυκοζαμινογλυκάνης αυτής σε συνάρτηση με το χρόνο εκτέλεσης του χειρουργείου. Υλικό και μέθοδοι: Αρχικά μελετήθηκαν τα δείγματα 18 υγιών εθελοντών (8 γυναίκες και 10 άνδρες) οι οποίοι ήταν ηλικίας 19-67 ετών, χωρίς ιστορικό στηθάγχης και χωρίς κανένα αθηροσκληρωτικό παράγοντα κινδύνου στο ιστορικό τους (υπέρταση, παχυσαρκία, υπερλιπιδαιμία, κάπνισμα, θετικό οικογενειακό ιστορικό στεφανιαίας νόσου), (κριτήρια αποκλεισμού). Η παραπάνω ομάδα (ομάδα Α) δεν ελάμβανε κανένα φαρμακευτικό σκεύασμα. Στην επομένη φάση επιλέχθηκαν 40 ασθενείς της Χειρουργικής Κλινικής Καρδιάς-Αγγείων-Θώρακα του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Λάρισας οι οποίοι έπασχαν από στεφανιογραφικά επιβεβαιωμένη στεφανιαία νόσο και επρόκειτο να υποβληθούν σε εγχείρηση αορτοστεφανιαίας παράκαμψης (ομάδα Β). Οι ασθενείς ελάμβαναν στατίνες, αντιυπερτασικά (b blockers) και ηπαρίνη χαμηλού μοριακού βάρους μέχρι και 2 ημέρες πριν το χειρουργείο. Από τους ασθενείς αυτούς οι 25 ήταν άνδρες και 15 γυναίκες. Πιο συγκεκριμένα στην παραπάνω ομάδα (ομάδα Β), το ηλικιακό εύρος των ασθενών ήταν 44-86 έτη και η μέση ηλικία τα 66 έτη. Οι ασθενείς της Β ομάδας προεγχειρητικά και μετεγχειρητικά (3η μετεγχειρητική ημέρα) υποβλήθηκαν σε αιμοληψία και με τις τιμές των προεγχειρητικών μετρήσεων πραγματοποιήθηκε αρχικά ένας προσδιορισμός του βιοχημικού-αθηροσκληρωτικού τους προφίλ μετρώντας παράγοντες όπως ολική χοληστερίνη, τριγλυκερίδια, ApoΑ, ApoΒ λιποπρωτείνες, HDL και LDL. Το χειρουργείο πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια της εξωσωματικής κυκλοφορίας (on pump). Τέλος, η θειϊκή χονδροϊτίνη προσδιορίστηκε και σε μια μικρή ομάδα ασθενών που υπεβλήθησαν σε αορτοστεφανιαία παράκαμψη χωρίς τη βοήθεια της εξωσωματικής κυκλοφορίας (off pump), (ομάδα Γ με 10 ασθενείς, 6 άνδρες και 4 γυναίκες, με ηλικιακό εύρος ασθενών τα 39-69 έτη και μέση ηλικία τα 58 έτη). Αποτελέσματα: H ολική CS καθώς και τα κλάσματά της CS4 και CS0, αυξάνονται στατιστικώς σημαντικά μετά το χειρουργείο σε όλους τους ασθενείς που υποβάλλονται σε επέμβαση αορτοστεφανιαίας παράκαμψης (p<0,01). Αυτή η αύξηση δε της CS είναι πολύ μεγαλύτερη στην περίπτωση της on pump παραλλαγής (B ομάδα) από ότι στην off pump (Γ ομάδα) (p<0,05). Συμπεράσματα: Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής καταδεικνύουν ότι η CS αυξάνεται μετεγχειρητικά σε όλους τους ασθενείς που υποβάλλονται σε αορτοστεφανιαία παράκαμψη. Το στοιχείο κλειδί όμως στη μελέτη αυτή είναι ότι η αύξηση της CS είναι πολύ μεγαλύτερη στους μετεγχειρητικούς ασθενείς στους οποίους εφαρμόστηκε η εξωσωματική κυκλοφορία (on pump), από ότι σε αυτούς που χειρουργήθηκαν με την off pump τεχνική. Αυτό το σημαντικό στοιχείο μας ωθεί να δηλώσουμε ότι η αύξηση της CS δεν σχετίζεται αποκλειστικά και μόνο με τους διεγχειρητικούς χειρισμούς οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την προκαλούμενη μυοκαρδιακή βλάβη αλλά είναι και άρρηκτα συνδεδεμένη με την φλεγμονώδη αντίδραση που γεννά η εφαρμογή της εξωσωματικής κυκλοφορίας. Η επαλήθευση των αποτελεσμάτων καθώς και των πλεονεκτημάτων που η μέθοδος φέρει, θα πρέπει να γίνει με μεγαλύτερους αριθμούς ασθενών (μεγαλύτερη τυχαιοποιημένη μελέτη) και σε ευρύτερο φάσμα χειρουργικών επεμβάσεων.