Η επίδραση της χρόνιας αύξησης της ενδοκοιλιακής πίεσης στο διάφραγμα
Authors: Παπαβραμίδης Θεοδόσιος 
Published: January 2014

Εισαγωγή: Το διάφραγμα αποτελεί τον κύριο αναπνευστικό μυ του ανθρώπου. Στις μυϊκές δεσμίδες του οι μυϊκές ίνες βρίσκονται ανά πάσα στιγμή σε δυναμική ισορροπία μεταξύ τους και η αναλογία τους μπορεί να μεταβάλλεται στο χρόνο, επηρεαζόμενη από πολλούς παράγοντες. Μέχρι σήμερα έχουν γίνει πολλές μελέτες που αφορούν στην επίδραση της οξείας αύξησης της ενδοκοιλιακής πίεσης (ΕΠ) στα όργανα και συστήματα καθώς επίσης και στο διάφραγμα, ενώ ουδεμία μελέτη υπάρχει στη διεθνή βιβλιογραφία που να αφορά στην επίδραση της χρόνιας αύξησης της ΕΠ στο διάφραγμα. Το γεγονός αυτό μας ώθησε στο σχεδιασμό και εκτέλεση της παρούσας πειραματικής εργασίας, σκοπός της οποίας είναι η αναγνώριση μορφολογικών, ενζυματικών και βιοχημικών μεταβολών του διαφράγματος που οφείλονται στη χρόνια αύξηση της ΕΠ και αυτό να αποτελέσει βήμα στην αντιμετώπιση παθολογικών καταστάσεων που σχετίζονται με αυτή. Υλικό και Μέθοδοι: Για το σκοπό της εργασίας, χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 45 αρσενικά ενήλικα κουνέλια του είδους Oryctolagus cuniculus, της ράτσας New Zealand, βάρους 3-3.5 kg το κάθε ένα. Τα πειραματόζωα διαιρέθηκαν σε τρείς ομάδες: Η ομάδα Α, η οποία αποτέλεσε την ομάδα ελέγχου, περιέλαβε 15 πειραματόζωα στα οποία τοποθετήθηκαν ενδοκοιλιακοί αεροθάλαμοι τελείως κενοί. Την ομάδα Β, ομάδα μελέτης, αποτέλεσαν 15 πειραματόζωα στα οποία τοποθετήθηκαν ενδοκοιλιακοί αεροθάλαμοι, οι οποίοι πληρώθηκαν με φυσιολογικό ορό δημιουργώντας σταθερή ΕΠ 16 cmH₂O για 8 εβδομάδες. Η ομάδα Γ περιέλαβε 15 πειραματόζωα στους ενδοκοιλιακούς αεροθαλάμους των οποίων τοποθετήθηκαν τεμάχια μολύβδου βάρους ίσου με το μέσο βάρος του ορού πλήρωσης των πειραματοζώων της ομάδας Β. Μετά την πλήρη ανάνηψη του ζώου από την αναισθησία η ΕΠ επαναπροσδιοριζόταν, προσαρμοζόταν και σταθεροποιούνταν στα 16cmH₂O. Κατόπιν τα πειραματόζωα μεταφέρονταν στον χώρο εκτροφής, όπου και παρέμειναν για 8 εβδομάδες με κανονική ad libidum διατροφή, χωρίς ο κονικλοτρόφος να γνωρίζει σε ποια ομάδα ανήκαν, ενώ μέτρηση και επαναρρύθμιση της ΕΠ γινόταν κάθε 3 μέρες. Μετά την παρέλευση των 8 εβδομάδων τα κουνέλια μεταφέρονταν στον χώρο θυσίας όπου και παρέμεναν για μία ακόμα εβδομάδα με σκοπό την προσαρμογή και την ελαχιστοποίηση του στρες και υπό γενική αναισθησία θυσιάζονταν. Στη συνέχεια, με μέση ξιφo-ηβική τομή διανοίγονταν η περιτοναϊκή κοιλότητα, εξεταζόταν μακροσκοπικά το διάφραγμα, αναγνωρίζονταν ο αεροθάλαμος, ελέγχονταν για τυχόν διαφυγή περιεχομένου του και συμφύσεις ή άλλες παθολογικές διεργασίες με τα ενδοκοιλιακά σπλάχνα. Κατόπιν παρασκευαζόταν και αφαιρούνταν ολόκληρο το διάφραγμα. Το αριστερό ημιδιάφραγμα αποχωρίζονταν και αποστέλλονταν για ιστοπαθολογική και ενζυματική εξέταση, όπου δύο τομές από κάθε δείγμα χρωματίζονταν με Αιματοξυλίνη και Εωσίνη (Η&Ε), ενώ οι υπόλοιπες τομές χρωματίζονταν με mATPάση σε τρία διαφορετικά pH (4.3, 4.6 και 9.4) για ενζυματική μελέτη. Το δεξιό ημιδιάφραγμα αποστέλλονταν για βιοχημική ανάλυση που περιλάμβανε μέτρηση (α) του ισοζύγιου προξειδωτικών-αντιοξειδωτικών, (β) της υπεροξείδωσης των λιπιδίων, (γ) της δραστηριότητας της υπεροξειδικής δισμουτάσης, (δ) της δραστηριότητας της αναγωγάση της γλουταθειόνης, (ε) της δραστηριότητας της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης, (στ) της ολικής γλουταθειόνης και (ζ) της καρβονυλίωσης των πρωτεϊνών. Όλες οι παράμετροι που μετρήθηκαν εκφράστηκαν ως μέση τιμή ± τυπική απόκλιση (SD). Ο τύπος των μυϊκών ινών εκφράστηκε ως εκατοστιαία αναλογία επί του συνόλου των μυϊκών ινών. Έγινε έλεγχος κανονικότητας της κατανομής με τη μέθοδο Kolmogorov-Smirnov για κάθε παράμετρο. Η ανίχνευση διαφορών μεταξύ των τριών ομάδων έγινε με τη δοκιμασία Kruskall-Wallis, η οποία ακολουθήθηκε από την εφαρμογή κατά ζεύγη της δοκιμασίας Mann-Whitney U test. Ως επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας ορίστηκε η τιμή p<0.05. Αποτελέσματα: Μακροσκοπικά, το διάφραγμα των πειραματοζώων και των τριών ομάδων, ήταν χωρίς παθολογικά ευρήματα. Εμφανής ατροφία ή υπερτροφία μυϊκών ινών δεν παρατηρήθηκε, ενώ σε χρώση Αιμοτοξυλίνης - Εωσίνης οι δεσμίδες των γραμμωτών μυϊκών ινών ήταν εντός των φυσιολογικών ορίων για τα πειραματόζωα και των τριών ομάδων. Η χρώση με ΑΤΡάση και ενζυματική ανάλυση των μυϊκών ινών έδειξε ότι για τις ίνες τύπου Ι δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά στην αναλογία μεταξύ των ομάδων Α και Β (p=0.786), ενώ η διαφορά ήταν στατιστικά σημαντική για τις ίνες των πειραματοζώων των ομάδων Α και Γ (p=0.027), αλλά και εκείνων μεταξύ των ομάδων Β και Γ (p=0.034). Όσον αφορά στην αναλογία των ινών τύπου ΙΙΑ διαπιστώθηκε ότι υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των πειραματοζώων των ομάδων Α και Β (p=0.044), που σημαίνει μείωση των ινών ΙΙΑ και εκείνων των ομάδων Α και Γ (p=0.001) που εκφράζει αύξηση της αναλογίας των ινών ΙΙΑ των πειραματοζώων των ομάδων Β και Γ (p<0.001) και αύξηση της αναλογίας των ινών ΙΙΑ. Τέλος, η αναλογία των ινών τύπου ΙΙΒ/X ήταν στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη στα πειραματόζωα της ομάδας Β σε σύγκριση με εκείνα των ομάδων Α (p=0.05) και Γ (p=0.001), ενώ δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των πειραματοζώων των ομάδων Α και Γ (p=0.651). Από τις βιοχημικές δοκιμασίες που αφορούσαν την ολική γλουταθειόνη και την υπεροξειδική δισμουτάση δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των αποτελεσμάτων των τριών ομάδων πειραματοζώων (p=0.315) και (p=0.071) αντίστοιχα. Η υπεροξείδωση των λιπιδίων ήταν στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη στα πειραματόζωα της ομάδα Β συγκριτικά με εκείνα των ομάδων Α και Γ (p=0.005 και p=0.0098 αντίστοιχα), ενώ μεταξύ των ομάδων Α και Γ δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά. Όσον αφορά στην αντιοξειδωτική άμυνα του διαφράγματος, η δραστηριότητα της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης ήταν μεγαλύτερη στα πειραματόζωα των ομάδων Β και Γ σε σύγκριση με εκείνα της ομάδας Α (p=0.021 και p<0.001 αντίστοιχα), ενώ στατιστικά σημαντική διαφορά δεν υπήρξε στην τιμή της δραστηριότητας της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης μεταξύ των πειραματοζώων των ομάδων Β και Γ (p=0.174). Η τιμή δραστηριότητας της αναγωγάσης της γλουταθειόνης ήταν στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη στα πειραματόζωα της ομάδα Β συγκριτικά με εκείνα της ομάδας Α (p=0.004), ενώ δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά στις τιμές των πειραματοζώων της ομάδας Γ με αυτές των πειραματοζώων των ομάδων Α και Β (p=0.134 και p=0.123 αντίστοιχα). Η καρβονυλίωση των πρωτεϊνών δεν παρουσίασε στατιστικά σημαντική διαφορά στις τιμές της μεταξύ των ομάδων Α και Γ (p=0.233), ενώ βρέθηκε διαφορά ανάμεσα στις τιμές των πειραματοζώων των ομάδων Β, Α και Γ (p=0.029 και 0.033 αντίστοιχα). Τέλος, στατιστικά σημαντική ήταν η διαφορά στο ισοζύγιο προοξειδωτικών αντιοξειδωτικών μεταξύ των πειραματοζώων των ομάδων Α και Β (p=0.006). Η τιμή του ισοζυγίου ήταν μεγαλύτερη για τα πειραματόζωα των ομάδων Β και Γ σε σύγκριση με εκείνα της ομάδας Α, ενώ για τα πειραματόζωα της ομάδας Γ η διαφορά δεν ήταν στατιστικά σημαντική (p=0.486). Τέλος, μεταξύ των πειραματοζώων των ομάδων Β και Γ δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά (p=0.267). Συμπεράσματα: Η χρόνια αύξηση της ΕΠ επιφέρει μεταβολές στις μυϊκές ίνες του διαφράγματος, οι οποίες αναγνωρίζονται μόνο από τις ενζυματικές και βιοχημικές δοκιμασίες του μυϊκού ιστού του. Οι ενζυματικές και βιοχημικές μεταβολές που παρατηρήθηκαν στα πειραματόζωα της ομάδας της χρόνιας αύξησης ΕΠ ήταν διαφορετικές από εκείνες που παρατηρήθηκαν στα πειραματόζωα της ομάδας φόρτισης με βάρος. Αυτό σημαίνει ότι το διάφραγμα αποτελεί γραμμωτό μυ ο οποίος προσαρμόζεται και συμπεριφέρεται ανάλογα με τις συνθήκες κάτω από τις οποίες λειτουργεί. Έτσι, τα αποτελέσματα της προσαρμογής είναι διαφορετικά στις περιπτώσεις χρόνιας αύξησης της ΕΠ από εκείνα με φόρτιση με βάρος. Με τις επιφυλάξεις που υπάρχουν πάντα από τη μεταφορά των πειραματικών ευρημάτων στην κλινική πράξη μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η χρόνια αύξηση της ΕΠ προκαλεί μεταβολές στη λειτουργία του διαφράγματος μέσω ποικίλων ενζυματικών και βιοχημικών μηχανισμών, με τελικό αποτέλεσμα την προσαρμογή του στις νέες συνθήκες παραγωγής αναπνευστικού έργου.