Ischemic perconditioning on mesenteric ischemia/reperfusion injury in rats

ABSTRACT Purpose: To evaluate if the perconditioning affects the antioxidant capacity in mesenteric ischemia and reperfusion injury. Methods: Twenty-one Wistar rats were assigned into three groups, as follows: Sham, IR and rPER. The animals were subjected to mesenteric ischemia for 30 min. rPER consisted of three cycles of 5-min hindlimb ischemia followed by 5 min hindlimb perfusion at the same time to mesenteric ischemic period. After 5 minutes, blood and 5 cm of terminal ileum were harvested for thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) measurement. Results: rPER technique was able to reduce intestinal tissue TBARS levels (p<0.0001), but no statistic difference was observed in blood levels between groups, although it was verified similar results in rPER and Sham group. rPER technique also enhanced TEAC levels in both blood (p = 0.0314) and intestinal tissue (p = 0.0139), compared to IR group. Conclusions: rPER appears as the most promising technique to avoid IR injury. This technique reduced TBARS levels in blood and intestinal tissue and promoted the maintenance of antioxidant defense in mesenteric acute injury.

Ischemia-reperfusion histopathology alterations of the rabbit intestinal wall with and without ischemic preconditioning / Alterações histopatológicas da parede intestinal de coelhos na isquemia-reperfusão com e sem precondicionamento isquêmico

PURPOSE: To evaluate the histopathology alterations of the intestinal mucosa of rabbits submitted to mesenteric artery ischemia and reperfusion with and without ischemic preconditioning. METHODS: Two groups of ten male New Zealand white rabbits body (weight 2.2-3.0, average 2.5 kg). For mesenteric ischemia induction in all animals the small bowel and mesentery were cut 30cm and 60cm far from the gastroduodenal pyloric transition before the proximal mesenteric artery occlusion. In the Group 1 animals, the proximal mesenteric artery was occluded for 45 min with an atraumatic vascular clamp, followed by reperfusion for 30 min. In the Group 2 the 45 min ischemic phase was preceded by three cycles of ischemia (2 minutes each) alternated with three cycles of reperfusion (2 minutes each). For istopathology study small bowel biopsies were obtained before ischemia (control), after 45 min of mesenteric ischemia and at 30 min. of mesenteric artery reperfusion. RESULTS: In the Group I animals, the followings histopathology grade results were observed: t1, mean 2,8; t2, mean 3,3. Using the Kruskal-Wallis non-parameter test, differences between t0 and t1 and t0 and t2 were significants (p<0.05), but not significant between t1 and t2 (p>0.05). In the Group 2 animals histopathology grade results were: t1 mean 2,6 and t2, mean 2,1. Differences between t0 and t1, t0 and t2 were significant (p<0.05). It was not observed differences (p>0.05) between results of t1 in both groups but histopathology injury observed in Group 1 t2 biopsies were higher (p<0.05) than observed in the same period (t2) of Group 2 animals. CONCLUSION: Microscopic examination of the biopsies revealed significant evidence of preconditioning protection against small bowel wall ischemia-reperfusion injury.(AU)

OBJETIVO: Avaliar as alterações histopatológicas da mucosa intestinal de coelhos submetidos a isquemia-reperfusão com e sem precondicionamento isquêmicol. MÉTODOS: Foram estudados dois grupos de dez coelhos Nova Zelândia machos com pesos variáveis entre 2,2 e 3,0 kg (média de 2,5 kg) de peso corpóreo. Para indução da isquemia, em todos os animais, o intestino delgado e o mesentério foram seccionados 30 cm e 60 cm após a transição pilórica gastroduodenal, antes da oclusão da artéria mesentérica cranial. Nos animais do Grupo 1, a artéria mesentérica proximal foi ocluida por pinçamento atraumático durante 45 min., seguido de reperfusão por 30 min. No Grupo 2, foi realizado precondicionamento por três ciclos de 2 min. de oclusão mesentérica intercalados com três ciclos de 2 min. de reperfusão, seguido de oclusão mantida por 45 min e reperfusão de 30min. como no Grupo I. Para estudo histopatológico, foram obtidas biópsias da parede intestinal antes da isquemia (t0-controle), após 45 min. de isquemia (t1) e após 30 min. de reperfusão (t2). RESULTADOS: No Grupo I foram observados os seguintes graus de lesões: t1, média de 2,8 e t2, média 3,3, Foram significantes as diferenças entre t0 e t1 e t0 e t2, mas não foram significantes as variações entre t1 e t2 (p>0,05). No Grupo 2, obteve-se em t1,média de 2,6 e t2, média 2,1. Foram significantes (p<0,05) as diferenças entre t0 e t1, t0 e t2 e entre t1 e t2. . Não ocorreu diferença significante (p>0,05) entre os resultados de t1 nos dois Grupos, mas foram significantes (p<0,05) as diferenças entre os resultados histopatológicos das biopsias de t2 dos Grupos 1 e 2. CONCLUSÃO: O precondicionamento isquêmico reduziu significantemente a degeneração histopatológica determinada pela reperfusão pós-isquêmica da parede intestinal.(AU)

Ischemia-reperfusion histopathology alterations of the rabbit intestinal wall with and without exclusion of the collateral mesenteric circulation supply / Alterações histopatológicas da parede intestinal de coelhos na isquemia-reperfusão com e sem exclusão da circulação mesentérica colateral

PURPOSE: To evaluate the histopathology alterations of the intestinal mucosa of rabbits submitted to different times of mesenteric artery ischemia and reperfusion with and without celiac artery collateral circulation supply. METHODS: Two groups of eight male New Zealand white rabbits (weight 2.2-3.5 kg) were used in this study. In the Group 1 animals, the proximal mesenteric artery was occluded for 60 min with an atraumatic vascular clamp, followed by reperfusion for 60 min. In the Group 2 animals the small bowel and mesentery were cut 30cm and 60cm far from the gastroduodenal pyloric transition before the proximal mesenteric artery occlusion. Small bowel biopsies were obtained before ischemia (control), after 30 min and 60 min of mesenteric ischemia and at 30 and 60 min. of mesenteric artery reperfusion. RESULTS: In the Group I animals, the followings histopathology grade results were observed: t1, mean 0.4 + 0.29; t2, mean 1.9 ± 0.38; t3, 1.9 ± 0.33; t4, 1.2 ± 0.36 and t5, 1.2 ± 0.32. Differences between t0 and t2 and between t3 and t4 were statistically significant (p<0.05). Differences between t2 and t3 and t4 and t5 were not significant (p>0.5). In the Group II animals, it was observed: t1, mean 1.6 ± 0.33; t2, 2.4 ± 0.36; t3, 3.0 ± 0.35; t4 3.4 ± 0.31; t5, 3 ± 031. Differences between t0 and t1, t1 and t2, and t2 and t3 were significant (p<0.05). Differences between histopathology grades results of samples t1 to t5 in Group 1 and 2 were statistically significant (p<0.5). CONCLUSION: Microscopic examination of the biopsies revealed significant evidence of worse small bowel wall ischemia-reperfusion lesions by exclusion of the celiac artery collateral circulation supply.(AU)

OBJETIVO: Avaliar as alterações histopatológicas da mucosa intestinal de coelhos submetidos à isquemia-reperfusão com e sem exclusão da circulação mesentérica colateral. MÉTODOS: Foram estudados dois grupos de oito coelhos Nova Zelândia machos com pesos variáveis entre 2,2 e 3,5 kg de peso corpóreo. Nos animais do Grupo 1, a artéria mesentérica proximal foi ocluida por pinçamento atraumático durante 60 min, seguido de reperfusão por 60 min. No Grupo 2 o intestino delgado e o mesentério foram seccionados 30 cm e 60 após a transição pilórica gastroduodenal antes da oclusão da artéria mesentérica cranial. Biópsias da parede intestinal foram obtidas antes da isquemia (controle), após 30 e 60 min. de isquemia. RESULTADOS: No Grupo I foram observados os seguintes graus de lesões: t1,média de 0.4 + 0.29; t2, média 1.9 ± 0.38; t3, 1.9 ± 0.33; t4, 1.2 ± 0.36 e t5, 1.2 ± 0.32. As diferenças entre t0 e t2 e entre t3 e t4 foram significantes (p<0.05). As diferenças entre t2 e t3 e t4 e t5 não foram significantes (p>0.5). No Group II observou-se: t1, média de 1.6 ± 0.33; t2, 2.4 ± 0.36; t3, 3.0 ± 0.35; t4 3.4 ± 0.31; t5, 3 ± 031. As diferenças entre t0 e t1, t1 e t2, e t2 e t3 foram significantes (p<0.05). As diferenças entre os resultados histopatológicos das biopsies de t1 a t5 dos Grupos 1 e 2 foram significantes (p<0.5). CONCLUSÃO: A exclusão da circulação mesentérica colateral agravou significantemente a degeneração histopatológica na isquemia-reperfusão da parede intestinal.(AU)

Pathophysiology of mesenteric ischemia/reperfusion: a review / Fisiopatologia da isquemia e reperfusão mesentérica: revisão

During ischemia, the cell structures are progressively damaged, but restoration of the blood flow, paradoxically, intensifies the lesions caused by the ischemia. The mechanisms of ischemia injury and reperfusion (I/R) have not been completely defined and many studies have been realized in an attempt to find an ideal therapy for mesenteric I/R. The occlusion and reperfusion of the splanchnic arteries provokes local and systemic alterations principally derived from the release of cytotoxic substances and the interaction between neutrophils and endothelial cells. Substances involved in the process are discussed in the present review, like oxygen-derived free radicals, nitric oxide, transcription factors, complement system, serotonin and pancreatic proteases. The mechanisms of apoptosis, alterations in other organs, therapeutic and evaluation methods are also discussed. (AU)

Durante a isquemia, as estruturas celulares são progressivamente lesadas, mas a restauração do fluxo sanguíneo, paradoxalmente, pode agravar o dano celular isquêmico. O mecanismo das lesões de isquemia e reperfusão (I/R) ainda não foram completamente definidos e muitos estudos têm sido realizados na tentativa de encontrar uma terapia ideal para I/R mesentérica. A oclusão e a reperfusão das artérias esplâncnicas provocam alteracões locais e sistêmicas derivadas principalmente da liberação de substâncias citotóxicas e da interação entre neutrófilos e células endoteliais. As substâncias envolvidas no processo, como radicais livres derivados do oxigênio, óxido nítrico, fatores de transcrição, sistema complemento, serotonina e proteases pancreáticas, são discutidas na presente revisão. Os mecanismos de apoptose, repercussão sistêmica, terapêutica e métodos de avaliação também são discutidos. (AU)