Coronary Reactive Hyperemia

Abstract: Popular Abstract in Swedish Reaktiv hyperemi är ett cirkulationsfysiologiskt fenomen som har varit en gåta för den moderna fysiologin de sista hundra åren. Reaktiv hyperemi är det initialt kraftigt ökade blodflödet som uppstår till en vävnad eller ett organ efter att blodflödet under en tid varit avstängt. Flödesökningen som följer är betydligt större än den syre- eller nutritions-skuld som uppstått under tiden som blodflödet varit avstängt. Nyligen har en ny teori lagts fram som kan förklara mekanismen varför reaktiv hyperemi uppkommer. Röda blodkroppar beskrivs ofta endast som kroppens transportörer av syre utan några andra funktioner av dignitet. Man har dock upptäckt att röda blodkroppar innehåller mycket stora mängder ATP jämfört med andra celler och med extracellulärrummet. Varför det är på det viset har man dock inte tidigare förstått. Traditionellt har ATP betraktats endast som ett energisubstrat i kroppen eller som en byggsten i DNA och framför allt har ATP betraktats som något som endast finns och verkar inuti celler. ATP tillhör en familj av substanser som benämns nukleotider som även består av ADP, AMP, UTP, UDP. Sedan 1970-talet har man i vissa forskarkretsar haft en teori om att nukleotider är viktiga signalsubstanser mellan celler, men det är inte förrän på senare år som signalsubstansteorin allmänt har fått acceptans inom den medicinska och fysiologiska forskarvärlden. Inom cirkulationsfysiologin har man nu upptäckt att ATP frisätts från röda blodkroppar som en respons på ett ökat uttag av syremolekyler när en röd blodkropp passerar genom en vävnad. Ju mer syre som extraheras, desto mer ATP frisätts. ATP och dess nedbrytningsprodukter ADP och adenosin bidrar därefter till att lokalt stimulera till en avslappning av glatt-muskulatur på insidan av blodkärlen för att på så sätt åstadkomma ett lokalt ökat blodflöde. ATP, ADP och adenosin bryts mycket snabbt ned och återupptas av cellerna vilket bidrar till att effekten dels sker mycket snabbt och dels endast sker mycket lokalt. ATP och ADP åstadkommer detta genom att stimulera så kallade P2-receptorer (P2Y2 och P2Y1) på endotelet till blodkärlen. Att ATP har en avgörande betydelse för regleringen av blodflödet till skelettmuskulaturen är nu relativt klart, men det har inte varit känt hur ADP eventuellt påverkar den reaktiva hypermin inom hjärtats kranskärl. I vårt första arbete (I) prövades en hypotes om att det måste finnas ett återkopplingssystem på den röda blodkroppen som stryper ytterligare frisättning av ATP i vissa situationer. I försöken på en grismodell kunde vi påvisa att ADP stimulerar en P2Y13 receptor på röda blodkroppar som minskar frisättning av ATP till plasma så länge koncentrationen av ATP's nedbrytningsprodukt ADP är hög. I vårt andra försök (II) kunde vi visa, också i en grismodell, att den reaktiva hyperemin i hjärtats kranskärl till stor del beror på ATP's nedbrytningsprodukt ADP och dess effekt på P2Y1 receptorer på kranskärlens endotel som stimulerar till ett ökat blodflöde. Blockering av P2Y1 receptorer nästan halverade den reaktiva hyperemin i hjärtats kranskärl i vårt försök. I det tredje arbetet (III) kunde vi i vår grismodell visa att P2Y1-receptorer reglerar frisättningen av t-PA (en substans av stor betydelse för att förhindra att blodet levrar sig inne i blodkärlen) och att en blockad av P2Y1?receptorer kraftigt minskade frisättningen av t-PA under reaktiv hyperemi i kranskärlen. I det fjärde försöket (IV) undersökte vi om kylbehandling (hypotermi) kunde påverka reaktiv hyperemi i kranskärlen. Vid försöken i vår grismodell kunde vi påvisa att den grupp grisar med aktiv hypotermi-behandling (34?C) fick ett nästan halverat blodflöde i hjärtats kranskärl under reaktiv hyperemi jämfört med kontrollgruppens grisar (37?C). I vårt sista försök (V) undersökte vi om snabbt inducerad hypotermi precis innan reperfusion i en hjärtinfarkt modell på gris kunde minska infarktstorleken jämfört med en grupp grisar som fick snabbt inducerad hypotermi precis efter reperfusionen. I detta försök kunde vi se att infarktstorleken minskade med 40 % i de djur som behandlades med hypotermi kort innan reperfusion jämfört med kontrollgruppen. Sammanfattningsvis har vi i vår forskning undersökt PY1-receptorers effekter på reaktiv hyperemi i kranskärl samt hur de kan reglera frisättning av t-PA och hur P2Y13 receptorer på röda blodkroppar reglerar frisättning av ATP från röda blodkroppar via ett reglersystem. Vidare har vi visat att hypotermi minskar reaktiv hyperemi i kranskärlen och att det kan vara en orsak till att kylbehandling minskar hjärtinfarktsstorleken om kylbehandlingen påbörjas innan reperfusionen sker i en hjärtinfarktsmodell.