lesion de isquemia reperfusion y oxigenacion hiperbárica

Anuncio
LESION DE ISQUEMIA
REPERFUSION Y OXIGENACION
HIPERBÁRICA
Dr. E. Cuauhtémoc Sánchez Rodríguez
Directo Médico
Servicio Medicina Hiperbárica HAP
Profesor
Postgrado UNAM
Director Ejecutivo
Red de Emergencias de DAN en Latinoamérica
csanchez@dan.duke.edu
Crecimiento
Infarto
Bajo
Centro
Flujo
Necrosis
120
100
80
60
40
20
0
mM ol / kg
En inflamación,
todos
los caminos llevan
a NFкb
López-Bojorquez L.
Aguda
Inflamación
Necrosis
Apoptosis
3
2.5
2
PCr
ATP
ADP
1.5
1
0.5
0
3 min
6 min
9 min
Tiempo Asfixia
12 min
15 min
31,200
80/20%
144,800
27/37%
80,000
2/25%
NO/Glut
GSH
mPTP
Nicholls, D. G. et al. Physiol. Rev. 2000;80: 315-360
Jacobson J, et al. J Neurochem 2005;95:388-395
Muyderman H, et al. J Neurosci 2004;24:8019-8028
Jacobson J, et al. J Cell Sci 2002;115:1175-1188
Stewart VC, et al. Eur J Neurosci 2002;15:458-464
Madrigal JL, et al. Neuropsychopharmacology 2001;24:420-429
.
Apoptosis
Lactato
NAD+
Glucosa
F0
H+
NADH
Piruvato
CoQ
Glutamato
Aconilasa
NAD
CO2
NADH + H+
Ca
Cit C
H2O
V
V
D
A
C
BD Bcl2
AIF
AIF
ADP
ATP
IV
Cit C
++
CD
O2H2O2
H2O
MnSOD
GPx
Pi
III
H+
Bax
ANT
H2O
1/2O2
CoQ
ATP + Pi
NAD+
I
Apaf-1
Inactivo
Cit C
Fe++
e-
Ca++ H+
Apaf-1 Activo
Cit C
OH-
O2
+
Procaspasa 2
Procaspasa 3
Procaspasa 9
ADP
IV
1/2O2
Caspasas Activadas
V
H+
Cit C
Succinato
Isocitrato
Fumarato
Citrato
Acetil CoA OAA
PDH
VDAC
III
II
αcetoglutarato
Alanina
AIF
CAD
Cit C
H+
F0
ANT
H+
VDAC
Pi
ATP
ADP
Hipoglicemia
Pérdida
Energía
Despolarización
Membrana
Glucosa
Oxidasa
Isquemia
Hipoxia
< pH
>K / Cl
Glial
Activación
Fosfolipasa
< ATP
Bomba
Na/K & K/Ca
>Lipoxigenasa
>Cicloxigenasa
Lt, Tx
Prostaglandinas
> CO2
Lesión
Membrana
Ca++
Proteasa
Xantino
Dehidrogenasa
> ERO
Xantino
Oxidasa
Lesión
Endotelial
Infusión
- 80% burbujas desaparecen en 2 min
- FC permanece deprimido
Helps SC, et al. Stroke 1990;21:1340
Zamboni WA, et al. Plast Reconst Surg 1993;91:1110-1123
Edema y Daño en la Barrera
Hematoencefálica
Sukoff MH, et al. J Neurosurg 1968;29:236-239
Sukoff MH. J Neurosurg 2001;95:544-546
Ali-Waili NS, et al. Adv Ther 2005;22:659-678
Schmelzer JD, et al. Brain Res 1988;473:321-326
Han HS, et al. Curr Neuvasc Res 2005;2:409-423
Sporbert A, et al. Brain Res Mol Brain Res 1999;67:258-266
Endotelina
Necrosis
Apoptosis
Pérdida
Energía
NFkβ
Despolarización
Membrana
Proteasomas UPS
Erithropoyetina
IFNγ
Glutamato
Quimoquinas
> K+
> (K+Cl-) Glial
Lesión Glial
Metabolismo
Isquemia
Hipoxia
> Osmolaridad
< pH
Tono Vascular
Na+
> H2 O
Coagulos
Fosforilación
Oxidativa Alterada
Ca++
IL-1
IL-6
Activación Fosfolipasa
IL-8
TNFα
Lipoxigenasa
Angiogenesis
> Acidos Grasos Libres
> Lactato
TxA2>PGI2
Oxígeno
iNOS
Endoperoxidos
Cicloxigenasa
RNAHIF1α-1β
VEGF
Leucotrienos
Daño Membrana
Superoxido
HIF1α-1β
Neurotrasmisores
Aumento Permeabilidad
ERO
ICAM-1
VCAM
CD11/18
Sánchez EC. Neurol Res 2007;129:184-198
Es la terapia médica donde se somete al paciente (cuerpo
entero) a una presión mayor que la atmosférica (> 1.4 atm
abs) y éste respira oxígeno al 100%
PAO2 = FiO2 (PB - PAH2O) - PACO2
PAO2 = 1.0 (PB - 47) - 40
O2 disuelto
6 vol%
20 vol%
O2 combinado con Hb
Solubilidad de O2
0.003 vol.% x mmHg
2.3 vol% x atm abs
1433 mmHg
(2.0 atm abs)
2193 mmHg
(3.0 atm abs)
Cámara Hiperbárica
Control
Isq/Rep
Isq/Rep/OHB
90
P<0.05
80
70
60
50
P<0.01
40
30
20
10
0
P<0.01
Glutatión
ATP
PCR
Lactato
• Fenómeno “Todo - Nada”
• Sobrevida
• 10 – 60% (p<0.05)
• Inhibición xantino oxidasa
• 40 – 50% (p<0.001)
Haapanemi T, et al. Free Rad Res 1995;23:91-101
Angel MF, et al. Proc Symp Oxidative Stress And Infection. Maryland 1992:10-11
•
•
•
•
•
•
•
< Expresión de NFкb
< Fosfolipasa A2
< Liberación de Ca2+
< COX-2 mRNA
< IL 1 / 6 / 8 / < TNFα
< Producción de iNOS/nNOS
> IL 10
Extracelular
Citoplasma
TNF
IκBα
Núcleo
NF-κB
Yuan LJ, et al. J Orthop Res 2004;22:1126-1134
Weisz G, et al. J Clin Immunol 1997;17:154-159
Sakoda M, et al. Crit Care Med 2004;32:1722-1729
Benson RM, et al. Clin Exp Immunol 2003;134:57-62
Kurata S, et al. Biochim Biophys Acta 1995:1263:35-38
Imperatore F, et al. Intensive Care Med 2004;30:1011-1013
Pedoto A, et al. Clin Exp Pharmacol Physiol 2003;30:482-488
Grunenfelder J, et al. J Heart Lung Transplant 2002;21:244-250
Inamoto Y, et al. Biochem Biophys Res Commun 1991;179:886-891
Yamashita M, et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2000;278:E811-E816
P=0.01
P<0.01
25
25
20
20
15
10
Control
LPS
OHB
15
10
5
5
0
0
Buras J. Am J Physiol Cell Physiol 2000;278:C292-C302
Kalns J, et al. Immunol Lett 2002;83:125-131
Thom S. Am J Physiol 1997;272:C770-C777
Thom S. Toxicol Appl Pharmacol 1993;123:248-256
Control
CO
OHB
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Complejo I – IV (NADH)
< Apoptosis
< Daño oxidativo
< Daño mtDNA
< Glutamato
< Nogo-A, Ng-R, RhoA
> Bcl-2
> HO-1
> HSP 70 / 72
Speit G, et al. Mutagenesis 2003;18:545-548
Wada K, et al. Neurosurgery 2001;49:160-166
Dennog C, et al. Mutat Res 1999;431:351-359
Rothfuss A, et al. Mutat Res 2002;508:157-165
Rosenthal RE, et al. Stroke 2003;34:1311-1320
Shyu W, et al. Cell Mol Neurobiol 2004;24:257-268
Wada K, et al. Acta Neurochir Suppl 2000;76:285-290
Rothfuss A, et al. Carcinogenesis 2001;22:1979-1985
Precondicionamiento con Hipoxia
• Hipoxia leve protege contra hipoxia severa
•
•
•
TIA vs. Infarto
Cu Zn SOD 3 y 24 h reoxigenación
P < 0.05
• Higado
• 10 min I/R - 10 min reperfusión / 90 min – 5 h
• > glutatión / ATP
• < disfunción mitocondrial
• Intestino
• > GSH / SOD
• < MDA
Stroev SA, et al. Neurosci Res 2005;53:39-47
Lee WY, et al. Shock 2005;24:370-375
Ferencz A, et al. Magy Seb 2005;58:245-249
Precondicionamiento con OHB
• Isquemia de medula espinal
• Conejos New Zealand
• OHB, AHB y control
• Catalasa y SOD
• Niveles se mantienen 24 h post OHB
• Función p = 0.004
• Histopatología – p < 0.05
• Sin cambios con AHB
• Miocardio
• > Catalasa (abolido x 3-amino-1,2,4 triazol)
Nie H, et al. J Cereb Blood Flow Metab 2005;31:
Tanf XO, et al. Brain Res 2005;28:1057-1064
Dong, H, et al. Anesthesiology 2002;96:907-912
Kim Ch, et al. Pflugers Arch 2001;442:519-525
Conteo Celular 24 h/ 15-30 min OHB
1.6
1.4
P < 0.02
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Sin H2O2
0.1 mMol H2O2
Sin OHB
0.2 mMol H2O2
0.4 mMol H2O2
OHB ATA
Schmitz G, Sánchez EC, et al. Nefrología, en revisión.
• Sistemas Enzimáticos
– > Mn SOD / Cu/Zn SOD
– > GSH Px
– > Catalasa
• Sistemas No Enzimáticos
• > Glutatión / cisteina
• Variación con exposición crónica
• < Otras fuentes de ROS
Yasar M, et al. Physiol Res 2003;52:111-116
Speit G, et al. Mutant Res 2002;512:111-119
Shaw FL, et al. Clin Biochem 2005;7
Haapanemi T, et al. Free Rad Res 1995;23:91-101
Ozden TA, et al. Tokohu J Exp Med 2004;203:253-265
Freiberger J, et al. Undersea Hyperb Med 2004;31:227-232
Wang W, et añ. Zhonghua Er Bi Yan Hou Ke Za Zhi 2000;35:356-358
Msric-Pelcic J, et al. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 2004;28:667-676
Benedetti s, et al. Clin BIochem 2004;37:312-317
Aplicaciones
• Enfermedad por
descompresión
• Embolismo gaseoso
• Intoxicación por CO, CN e
inhalación humo
• Lesión por aplastamiento e
isquemias traumáticas agudas
• Gangrena gaseosa
• Infecciones necrotizantes de
tejido blando
• Injertos y colgajos
comprometidos
• Quemaduras térmicas y
eléctricas
• Anemia por pérdida
sanguínea aguda
• Heridas con problemas
de cicatrización
• Osteomielitis refractaria
• Lesión por radiación
• Abscesos intracraneales
Feldmeier J. HBO Committee Report, UHMS 2003
% Control
12 h
2 ata QD
2 ata BID
% Control
1 ata norm
36 h
72 min
2 ata OHB
120 min
1 ata norm
Autor
Tipo Reporte
AHA
SS
Wada 65
Serie de Casos
5
Wada 66
Serie de Casos
5
Ikeda 67
Serie de Casos
5
Tabor 67
Serie de Casos
5
Lamy 70
Serie de Casos
5
Hart 74
PCA Doble Ciego (16)
1
Merola 78
PCA (37)
2
Waisbren 82
Controlado (92)
4
Grossman 82
Serie de Casos (1130)
5
Niu 87
Controlado (875)
3
P = 0.028
Cianci 88
Serie de Casos (12)
3
P < 0.041
Cianci 88
Controlado (16)
3
P < 0.043
Cianci 89
Controlado (20)
3
P < 0.012
Grim 89
Serie de Casos
5
Cianci 90
Controlado (21)
3
P = 0.04
Ray 91
Controlado (21)
3
P < 0.05
Maxwell 91
Serie Controlado (10)
4
Cianci 91
Controlado (17)
3
P < 0.03
Hammarlund 91
Controlado (9)
3
P < 0.05
Niezgoda 97
PCA Doble Ciego
1
P < 0.03
Brannen 97
PCA (125)
2
P < 0.005
P < 0.01
Fos Alc
Valor
Inicial
139
Valor a
24h
147
Valor a
36h
104
Valor
Normal
10-95
TGO
167.3
170
52
17-50
TGP
91.3
106.5
51
5-66
LDH
432
494
176
90-195
CPK
12764.5
-
1326
35-180
++
++
-
-
Hb Orina
Sánchez EC, et al. Proc EUBS 25th Meeting 1999:29-32
Control OHB
50
40
%
P=0.007
30
20
P=0.004
10
0
5 sem
12 meses
•
•
•
•
•
•
Doble ciego
N = 152 (76)
Tiempo a Rx – 3.9 vs. 4.3 h
Suicidio – 26 vs. 36
3 Rx O2 vs. OHB en < 24 h
Prueba neuropsicometrica
– P<0.001
Secuela Cognitiva
Weaver, LK, Hopkins RO, et al. N Engl J Med 2002;347:1057,1067
Isquemia Traumáticas Agudas y SC
1.2
•
•
•
•
Estudio prospectivo
N = 38
21/38 OHB post Qx
– Detención necrosis
– Prevención infecciones
P < 0.05
1.15
1.1
1.05
1
0.95
0.9
30
60
100
8%
17/38 OHB pre Qx
8%
– No requirieron Qx (< 6 h)
23%
61%
Strauss M, et al. Proc Int Cong Hyper Med 1987
Strauss M, et al. J Bone Joint Surg 1983;65:656-662
Myers RAM. Int Anesth Clinics 2000;38:139-151Shupak A, et al.
J Hyperbaric Medicine 1987;2:7-14
Shupak A, et al. J Hyperbaric Medicine 1987;2:7-14
Estudio Prospectivo (n = 25)
Sobrevida 23/25 con OHB < 6 h
Falla 2/25 con OHB >24 h
p=0.03
Sánchez EC, et al.
J Hyperbaric Med 2001;28:29-30
Isquemias Traumáticas Agudas
N = 117
Boucachour 1996
1B
P < 0.05
2
7 Publicaciones
3
Favorable
Lesión Nervio Periférico
P < 0.05
Pérez Bolde A, Sánchez EC, et al. Undersea Hyper Med 1999;26:39-40
Number of Axons in Sciatic Nerv es
Motor Latency of Sciatic Nerve
180
3.5
140
3
120
2.5
100
80
ms
Number of Axons
m2
160
60
40
2
NO HBO2
HBO2
1.5
1
20
0.5
0
0
7
Weeks
HBO2 SECTIONED
NO HBO2 SECTIONED
14
0
0
2
3
7
8
14
Weeks
Eguiluz R, Sanchez EC. Plast Reconst Surg. 2006;118:350-357
Sánchez EC, et al. J Hyperbaric Med 2004;31
Injerto Piel
Perrins 1967
1 B (n = 48)
17 vs 64% (p<0.01)
Marx 1994
1 B (n = 160)
89 vs 52% (P<0.001)
Colgajo Pediculado
Perrins 1975
3 (n = 11)
91%
Gonnering 1986
5 (n = 6)
100%
Bowerson 1986
4 (n = 105)
90%
Colgajo Libre
Amplia Experiencia
Bayati 1998
6
70 – 100%
6
Control – 10.6%
OHB – 36.7%
FGF – 55.3%
OHB / FGF – 64.6%
Fascitis Necrotizante
OHB
1y2
No
Qx / Antibióticos
1y2
No
Rieseman 1990
3 (n = 29)
23 vs 67% (p<0.025)
Shupak 1995
3 (n = 37)
35 vs 25% (NS)
Hollabaugh 1998
3 (n = 26)
7 vs 42%
Brown 1994
3 (n = 54)
30 vs 42% (NS UTI)
Brazilai 1985
3 (n = 11)
66 vs 62%
Sawin 1994
3 (n = 7)
50 vs 0%
• Reacción a cuerpo extraño
• Complemento
• Anticuerpos
• Plaquetas
• Cascada de coagulación
• Fibrinógeno
• Plaquetas
• Lesión endotelial
• Embolos grasos
• Perdida de líquidos
• Obstrucción de flujo sanguíneo
• Lesión Isquemia Reperfusión
• Recupera zona de penumbra y delimita tejido
• Favorece la actividad parasimpática
• Reduce respuesta endotelio post stent
• Reduce FC
Sanchez EC, et al. Undersea Hyperb Med 2004;31:
Makhova AN. Arkh Anat Gistol Embriol 1981;81:72-78
Lund V, et al. Undersea Hyperb Med 2003;30:29-36
“El concepto de penumbra isquémica puede
incluir regiones del cerebro alrededor de las
isquémicas pero también puede ser definida
como tejido cerebral rescatable mediante
reperfusión o por otros métodos, como los
farmacológicos.
La fisiopatolgía del proceso de la isquemia
cerebral es falla energética, pérdida de la
homeostasis de iones celulares, acidosis,
aumento del calcio intracelular, toxicidad
excitatoria y toxicidad por radicales libres.”
MacDonald RL, et al. Neurol Med Chir (Tokyo) 1998;38:1-11
Trauma Craneoencefálico
35
30
n = 156
p < 0.05
35
n = 37
p < 0.05
p < 0.05
30
>50%
25
20
15
p < 0.05
25
20
15
10
10
5
0
5
PIC (mmHg)
Mortalidad
0
PIC (mmHg)
Lactato LCR
Metab Cer O2
Rockwold GL, et al. J Neurosurg 1992;76:929-934
Rockwold SB, et al. J Neurosurg 2001;94:403-411
Narotam PK, et al. J Pediatr Surg 2006;41:505-513
Rice & Vannuci, 1981
Ligadura de carotida
8% oxígeno por 2 horas
OHB a 3 atm abs por 1 hr
Calvert J, et al. Brain Research 2002,951:1-8
6 Semanas
Control
Hipoxia
2 sem
Hipoxia
OHB
6 sem
Calvert J, et al. Brain Research 2002,951:1-8
4
P < 0.01
4
3.5
3
2.5
Volumen
2
Lesión
1.5
1
0.5
0
0.5
No OHB
OHB
P<0.006
Vol cm3
600
500
400
300
200
100
0
Pre OHB Post OHB
“La oxigenación hiperbárica promueve la sobrevida
del tejido marginal (penumbra), reduce el edema y
mejora la microcirculación, rompe el circulo vicioso
de hipoxia-edema-hipoxia, favorece la cicatrización,
promueve la producción de factores de
crecimiento, y mejora la neovascularización. A nivel
celular, mantiene los niveles tisulares de ATP,
restablece la función mitocondrial, inhibe, previene
o reduce la lesión de isquemia reperfusión y tiene
efectos antioxidantes y antiapoptóticos.
Existe una línea muy fina entre los beneficios de la
oxigenación, el estrés oxidativo y los efectos
antioxidantes causados por la OHB, a la cual
podemos mencionar como el
“balance del oxígeno”.
Sánchez EC. Neurol Res 2007;129:184-198
Gracias
“El veneno está en la dosis”
Paracelso (XVI)
•Barotrauma de oído medio
•Ansiedad de confinamiento
•Toxicidad por oxígeno
Pulmon
SNC (2.4/100,000)
•Neumotorax no
tratado
•Antineoplásicos
•Tumores activos
•FEVI < 40%
García L, Sánchez EC. Gac Med Mex 2000;136:45-56
Yildiz S, et al. Aviat Space Environ Med 2004;75:992-995-996
Descargar