Влияние трансфузии и гипоксии на клетки модели нейроваскулярной единицы in vitro
https://doi.org/10.15360/1813-9779-2024-1-2350
- Р Р‡.МессенРТвЂВВВВВВВВжер
- РћРТвЂВВВВВВВВнокласснРСвЂВВВВВВВВРєРСвЂВВВВВВВВ
- LiveJournal
- Telegram
- ВКонтакте
- РЎРєРѕРїРСвЂВВВВВВВВровать ссылку
Полный текст:
Аннотация
Частота развития послеоперационного делирия при коррекции врожденных пороков сердца (ВПС) достигает 57%. В поиске путей профилактики церебрального повреждения при коррекции ВПС у детей важным является вопрос - что опаснее: гипоксия при отказе от трансфузии или действие повышенного системного воспалительного ответа (СВО) при ее применении. Исследование действия гипоксии и СВО на клетки нейроваскулярной единицы (НВЕ) in vitro способствует решению данного вопроса.
Цель исследования: сравнить влияние гипоксии различной выраженности и системного воспалительного ответа на функциональную активность клеток нейроваскулярной единицы.
Материалы и методы. Сформировали in vitro модель НВЕ, состоящую из нейронов, астроцитов и эндотелиоцитов. Влияние гипоксии на НВЕ оценивали в контрольной (К) и 4 исследуемых (Г1-4) группах. Группы сформировали по содержанию О2 в среде: К – стандартные условия культивирования: N2-75%, O2-20%, CO2-5%; Г1: N2-99 %, O2-1 %; Г2: N2-98 %, O2-2 %; Г3: N2-97 %, O2-3 %; Г4: N2-96 %, O2-4 %. Значимость различий составила 0,0125. Влияние содержания интерлейкина-6 (ИЛ-6) на НВЕ определяли при культивировании клеток с добавлением сыворотки крови пациентов детского возраста с минимальным, либо максимальным напряжением СВО. Оценку провели в контрольной и 2 исследуемых группах: «Контроль» – интактная модель НВЕ; группы «Минимум» и «Максимум» - образцы с минимальным либо максимальным содержанием ИЛ-6 в культуре соответственно. Значимость различий составила 0,017. Инкубацию клеток проводили в режиме нормотермии в течение 30 минут. Затем оценивали функциональную активность клеток НВЕ методом измерения трансэндотелиального сопротивления (ТЭС) в течение 24 часов и измерения проницаемости для красителя Lucifer Yellow (LY) через 60 и 90 минут от начала эксперимента.
Результаты. После инкубации в условиях гипоксии изменения ТЭС наступили во всех исследуемых группах клеток. Однако, только в группе с 1% содержанием кислорода в среде они были статистически значимы. Снижения ТЭС в данной группе наблюдали через 2, 4 и 24 часа. Проницаемость клеток для красителя LY изменилась через 60 и 90 минут также только в условиях их инкубации в среде с 1 % кислородом. При культивировании клеток НВЕ с сывороткой крови пациентов выявили минимальные значения ТЭС через 4 часа и их дальнейшее повышение через 24 часа для обеих исследуемых групп НВЕ. Проницаемость клеток для LY значительно изменилась к 60-й минуте как в группе с минимальным, так и с максимальным содержанием ИЛ-6 в среде. При этом к 90-й минуте различий этого показателя в исследуемых группах и в контрольной группе уже не наблюдали.
Заключение. Напряженный СВО оказал более выраженное, но кратковременное действие на модель НВЕ, чем гипоксия. Гипоксия нарушила функциональную активность НВЕ только при концентрации кислорода в среде - 1 %.
Ключевые слова
Об авторах
А. А. ИвкинРоссия
Артем Александрович Ивкин
650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6
Е. В. Григорьев
Россия
650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6
Е. Д. Хилажева
Россия
660022, Красноярский край, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д.1
А. В. Моргун
Россия
660022, Красноярский край, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, д.1
Список литературы
1. Guenther U., Theuerkauf N., Frommann I., Brimmers K., Malik R., Stori S., Scheidemann M., et al. Predisposing and precipitating factors of delirium after cardiac surgery: a prospective observational cohort study. Ann Surg. 2013; 257 (6): 1160-1167. https://doi.org/10.1097/sla.0b013e318281b01c. PMID: 23426334.
2. Hirata Y. Cardiopulmonary bypass for pediatric cardiac surgery. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2018; 66 (2): 65-70. https://doi.org/10.1007/s11748-017-0870-1. PMID: 29185163.
3. Engelman R., Baker R. A., Likosky D. S., Grigore A., Dickinson T. A., Shore-Lesserson L., Hammon J. W. The Society of Thoracic Surgeons, The Society of Cardiovascular Anesthesiologists, and The American Society of ExtraCorporeal Technology: Clinical practice guidelines for cardiopulmonary bypass - temperature management during cardiopulmonary bypass. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2015; 29 (4): 1104-1113. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2015.07.011. PMID: 26279227.
4. Борисенко Д. В., Ивкин А. А., Шукевич Д. Л., Корнелюк Р. А. Значение эритроцитсодержащих компонентов донорской крови в объеме первичного заполнения контура искусственного кровообращения в развитии системного воспаления при коррекции врожденных пороков сердца у детей. Общая реаниматология. 2022; 18 (3): 30-37. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2022-3-30-37.
5. Hansen T. G. Anesthesia-related neurotoxicity and the developing animal brain is not a significant problem in children. Paediatr Anaesth. 2015; 25 (1): 65-72. https://doi.org/10.1111/pan.12548. PMID: 25266176.
6. Jevtovic-Todorovic V. General anesthetics and neurotoxicity: how much do we know? Anesthesiol Clin. 2016; 34 (3): 439-451. https://doi.org/10.1016/j.anclin.2016.04.001. PMID: 27521190.
7. Alvarez R.V., Palmer C., Czaja A. S., Peyton C., Silver G., Traube C., Mourani P. M., et al. Delirium is a common and early finding in patients in the pediatric cardiac intensive care unit. J Pediatr. 2018; 195: 206-212. https://doi.org/10.1016/j.jpeds.2017.11.064. PMID: 29395177.
8. Gunn J. K., Beca J., Hunt R. W., Goldsworthy M., Brizard C. P., Finucane K., Donath S., et al. Perioperative risk factors for impaired neurodevelopment after cardiac surgery in early infancy. Arch Dis Child. 2016; 101 (11): 1010-1016. https://doi.org/10.1136/archdischild-2015-309449. PMID: 27272973.
9. Ferraris V. A., Ballert E. Q., Mahan A. The relationship between intraoperative blood transfusion and postoperative systemic inflammatory response syndrome. Am J Surg. 2013; 205 (4): 457-465. https://doi.org/10.1016/j.amjsurg.2012.07.042. PMID: 23414633.
10. Ивкин А. А., Григорьев Е. В., Моргун А. В. Обоснование защиты нейроваскулярной единицы на клинической модели искусственного кровообращения. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2022; 11 (4): 177-183. https://doi.org/10.17802/2306-1278-2022-11-4-177-183.
11. Jekarl D. W., Lee S.-Y., Lee J., Park Y.-J., Kim Y., Park J. H., Wee J. H., et al. Procalcitonin as a diagnostic marker and IL-6 as a prognostic marker for sepsis. Diagn Microbiol Infect Dis. 2013; 75 (4): 342-347. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2012.12.011. PMID: 23391607
12. Khilazheva E. D., Boytsova E. B., Pozhilenkova E. A., Solonchuk Yu.R., Salmina A. B. Obtaining a three-cell model of a neurovascular unit in vitro. Cell Tiss Biol. 2015; 9 (6): 447-451. https://doi.org/10.1134/S1990519X15060048
Дополнительные файлы
Рецензия
Для цитирования:
Ивкин А.А., Григорьев Е.В., Хилажева Е.Д., Моргун А.В. Влияние трансфузии и гипоксии на клетки модели нейроваскулярной единицы in vitro. Общая реаниматология. 2024;20(1):37-42. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2024-1-2350
For citation:
Ivkin A.A., Grigoriev E.V., Khilazheva E.D., Morgun A.V. The Effect of Transfusion and Hypoxia on Cells in an in vitro Model of the Neurovascular Unit. General Reanimatology. 2024;20(1):37-42. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2024-1-2350
ISSN 2411-7110 (Online)