Citation for published version (APA): Samarska, I. (2011). Vascular reactivity in cardiopulmonary bypass Groningen: s.n.

Vergelijkbare documenten
Van 'gastarbeider' tot 'Nederlander' Prins, Karin Simone

Citation for published version (APA): Mazzola, P. (2016). Phenylketonuria: From body to brain [Groningen]: Rijksuniversiteit Groningen

Improving the properties of polymer blends by reactive compounding van der Wal, Douwe Jurjen

Brain dead donor graft deterioration and attenuation with N-octanoyl dopamine preconditioning Hottenrott, Christina Maximilia Valentina

Neuroanatomical changes in patients with loss of visual function Prins, Doety

De betrouwbaarheid van kleinschalige methoden voor waterzuivering Kaaij, Rachel van der

University of Groningen. Up2U Harder, Annemiek T.; Eenshuistra, Annika

Laat maar zitten Janssen, Janine Hubertina Lambertha Joseph

Citation for published version (APA): Veeze, P. (1968). Rationale and methods of early detection in lung cancer. [S.n.].

University of Groningen. De afkoelingsperiode in faillissement Aa, Maria Josepha van der

Quantitative STIR MRI as prognostic imaging biomarker for nerve regeneration Viddeleer, Alain

Dynamics of inner ear pressure change with emphasis on the cochlear aqueduct Laurens-Thalen, Elisabeth Othilde

University of Groningen

University of Groningen. Hulp op maat voor leerlingen met leerproblemen in het vmbo Mombarg, Remo

Mensen met een verstandelijke handicap en sexueel misbruik Kooij, D.G.

University of Groningen. Inferior or superior Carmona Rodriguez, Carmen

University of Groningen

University of Groningen. Sodium intake and therapy resistance to ACE inhibition Kocks, Menno Johan Adelbert

University of Groningen. De besmettelijkheid van de ftisis Groenhuis, Dirk Johan Jacob

University of Groningen

University of Groningen. Zorgvermijding en zorgverlamming Schout, Hendrik Gerrit

Een model voor personeelsbesturing van Donk, Dirk

Citation for published version (APA): Hoekstra, H. J. (1982). Fractures of the proximal femur in children and adolescents [S.n.]

Intrapersonal factors, social context and health-related behavior in adolescence Veselska, Zuzana

Understanding the role of health literacy in self-management and health behaviors among older adults Geboers, Bas

Bouwen op een gemeenschappelijk verleden aan een succesvolle toekomst Welling, Derk Theodoor

Behavioural consequences of selective activation of 5-HT receptor subtypes Berendsen, Hermanus Henricus Gerardus

Lamotrigine in bipolar depression Loos, Marcus Lambertus Maria van der

University of Groningen. Eerste Hulp vaker ter plaatse Verhage, Vera

Electric double layer interactions in bacterial adhesion and detachment Poortinga, Albert Thijs

Citation for published version (APA): Hendriks, H. G. D. (2004). Transfusion requirements in orthotopic liver transplantation Groningen: s.n.

Procesevaluatie van het Navigator project Jager, John Mike

University of Groningen. Positron emission tomography in urologic oncology Jong, Igle Jan de

Multiple sclerose Zwanikken, Cornelis Petrus

University of Groningen

Interactie als gereedschap Koole, Tom

University of Groningen. Resultaat van pleegzorgplaatsingen Oijen, Simon van

Molecular aspects of HNPCC and identification of mutation carriers Niessen, Renee

Vascular function and cardiovascular disease Asselbergs, Folkert Wouter

The role of camp-dependent protein kinase A in bile canalicular plasma membrane biogenesis in hepatocytes Wojtal, Kacper Andrze

University of Groningen. Embryogenesis and neogenesis of the endocrine pancreas Gangaram-Panday, Shanti Tireshma

University of Groningen. Stormy clouds in seventh heaven Meijer, Judith Linda

Draagvlak migratiebeleid Postmes, Thomas; Gordijn, Ernestine; Kuppens, T.; Gootjes, Frank; Albada, Katja

Zorgen rondom IVF Boekaar, J.; Riemersma, M.

Hypothalamus, pituitary and thyroid. The control system of thyroid hormone production. Sluiter, Wim J.

Citation for published version (APA): Crane, L. M. A. (2011). Intraoperative fluorescence imaging in cancer Groningen: s.n.

Citation for published version (APA): Scheepstra, A. J. M. (1998). Leerlingen met Downs syndroom in de basisschool Groningen: s.n.

Citation for published version (APA): Verbakel, N. J. (2007). Het Chronische Vermoeidheidssyndroom, Fibromyalgie & Reuma.

Helping infants and toddlers in Foster family care van Andel, Hans

Schoolsucces van Friese leerlingen in het voortgezet onderwijs de Boer, Hester

Oxidative dehydrogenation of ethylbenzene under industrially relevant conditions Zarubina, Valeriya

University of Groningen. Living with Rheumatoid Arthritis Benka, Jozef

The development of stable influenza vaccine powder formulations for new needle-free dosage forms Amorij, Jean-Pierre

University of Groningen. Similar but different Joustra, Monica Laura

Citation for published version (APA): Roodenburg, J. L. N. (1985). CO2-laserchirurgie van leukoplakie van het mondslijmvlies. [S.l.]: [S.n.].

Citation for published version (APA): Sarkova, M. (2010). Psychological well-being and self-esteem in Slovak adolescents. Groningen: s.n.

The importance of tactical skills in talent development Kannekens, Rianne

Infections, inflammation and venous thrombosis; an epidemiological perspective Tichelaar, Ynse Ieuwe Gerardus Vladimir

University of Groningen. Vrije en reguliere scholen vergeleken Steenbergen, Hilligje

University of Groningen. Quantitative CT myocardial perfusion Pelgrim, Gert

Understanding the role of health literacy in self-management and health behaviors among older adults Geboers, Bas

University of Groningen. BNP and NT-proBNP in heart failure Hogenhuis, Jochem

Uw mening over gaswinning uit het Groningen-gasveld: Onderzoeksresultaten fase 2 Hoekstra, Elisabeth; Perlaviciute, Goda; Steg, Emmalina

Multiple sclerose Zwanikken, Cornelis Petrus

Citation for published version (APA): Weide, M. G. (1995). Effectief basisonderwijs voor allochtone leerlingen Groningen: s.n.

University of Groningen. Electron Holography of Nanoparticles Keimpema, Koenraad

Improving metabolic control in NIDDM patients referred for insulin therapy Goddijn, Patricia Petra Maria

Ovarian cancer gene therapy Mahasreshti, Parameshwar Janardhan

The diversity puzzle Mäs, Michael

Citation for published version (APA): Wagemakers, M. (2015). Angiogenesis and angiopoietins in human gliomas [Groningen]: University of Groningen

Citation for published version (APA): Jong, A-M. R. D. (2014). New insights in atrial remodeling Groningen: s.n.

Computer assisted decision support in acutely ill patients. Application in glucose management and quantification of myocardial reperfusion

Computed tomography for the evaluation of the aortic valve and coronary arteries Piers, Lieuw Hendrik

The etiology of functional somatic symptoms in adolescents Janssens, Karin

University of Groningen. Left ventricular function after STEMI Vleuten, Pieter Adriaan van der

Improving quality of care for patients with ovarian and endometrial cancer Eggink, Florine

Citation for published version (APA): Toes, G. J. (2002). Intimal hyperplasia, the obstacle in bypass grafts Groningen: s.n.

University of Groningen. Recovery from mild traumatic brain injury Scheenen, Myrthe

Citation for published version (APA): Tijdschrift voor Genderstudies (2018). Jaarrekening Stichting Tijdschrift voor Vrouwenstudies.

Cryosurgery in cervical intraepithelial neoplasia. A morphometric study Boonstra, Hendrik

University of Groningen

Self-reported health and health risky behaviour of Roma adolescents in Slovakia Kolarčik, Peter

Citation for published version (APA): Droogh, J. (2014). Interhospital transport of the critically ill patient: Focus on the journey [S.l.]: [S.n.

University of Groningen. Pieces of the Puzzle Vissia, Eline Margreta

The infant motor profile Heineman, Kirsten Roselien

Knowledge, chance, and change Kooi, Barteld

Perceptual interactions in human vision and implications for information visualization van den Berg, Ronald

University of Groningen. Safe and Sound van den Bosch, Kirsten Anna-Marie

University of Groningen. Ondernemerschap in Zuidoost Drenthe Hans, Lianne; Edzes, Arend; Koster, Sierdjan

Today's talented youth field hockey players, the stars of tomorrow? Gemser, Marije

University of Groningen

University of Groningen. Symptom network models in depression research van Borkulo, Claudia

Citation for published version (APA): Holwerda, A. (2013). Work outcome in young adults with disabilities Groningen: s.n.

Citation for published version (APA): Egberink, I. J-A. L. (2010). Applications of item response theory to non-cognitive data Groningen: s.n.

Effective monitoring and control with intelligent products Meyer, Gerben Gerald

Citation for published version (APA): Faber, A. (2006). Stimulant treatment in children: A Dutch perspective s.n.

University of Groningen. Enabling knowledge sharing Smit - Bakker, Marloes

University of Groningen. Dwaallichten, struikeltochten, tolwegen en zangsporen Roodbol, Pieternella

Transcriptie:

University of Groningen Vascular reactivity in cardiopulmonary bypass Samarska, Iryna IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below. Document Version Publisher's PDF, also known as Version of record Publication date: 2011 Link to publication in University of Groningen/UMCG research database Citation for published version (APA): Samarska, I. (2011). Vascular reactivity in cardiopulmonary bypass Groningen: s.n. Copyright Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Take-down policy If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum. Download date: 25-10-2017

Samenvatting in het Nederlands Cardiopulmonaire bypass (CPB) is een techniek waarbij een hart-longmachine de functie van het hart als circulatiepomp overneemt, waardoor openhartchirurgie mogelijk wordt gemaakt. CPB is daarmee van grote waarde voor de thoraxchirurgie gebleken. Het is echter ook een techniek waarbij er sprake is van een verhoogd optreden van postoperatieve klinische complicaties, zowel tijdens verblijf in het ziekenhuis als op midden en lange termijn daarna. CPB gaat gepaard met activering van ontstekingsprocessen en een meer of mindere mate van (tijdelijke) achteruitgang in de werking van verschillende organen. Het goed functioneren van organen is mede afhankelijk van het gedrag van bloedvaten (vaatfunctie) in deze organen en daarbuiten. Dit proefschrift richt zich op het beschrijven van het verloop van veranderingen in vaatfunctie na CPB in relatie tot de ontstekingsprocessen die hierbij optreden. Daarbij werd onderzocht of beïnvloeding van de vaatfunctie een mogelijk aangrijpingspunt van farmacotherapeutische interventie is (behandeling met geneesmiddelen). In hoofdstuk 1 worden de huidige opvattingen besproken over de pathofysiologische veranderingen en de klinische gevolgen van CPB. Het is bekend dat het chirurgisch trauma, het contact van bloed met kunstmatige oppervlakken van de hart-long machine, en de afwijkende doorbloeding van organen tijdens CPB en het herstel van de normale doorbloeding na CPB (=ischemie/reperfusie) allen cellulaire en humorale afweermechanismen activeren. Deze processen spelen zowel op lokaal niveau in de organen als in de systemische circulatie. Ontstekingsprocessen en ischemie-reperfusie schade leidt tot de ontwikkeling van vaatdisfunctie. Hierbij speelt verhoogde productie van zuurstof radicalen (oxidatieve stress) - zoals bij ischemiereperfusie - een belangrijke rol. Oxidatieve stress draagt bij aan het ontstaan van endotheeldisfunctie, d.w.z. het niet goed meer functioneren van de cellaag die de binnenbekleding van de vaatwand vormt en normaliter belangrijke processen reguleert t.b.v. van een gezonde structuur en functie van bloedvaten. Als gevolg van bovengenoemde veranderingen treden afwijkingen op van de bloedsomloop in grote en kleine bloedvaten, die samen met weefseloedeem en secundaire hypoperfusie - aan de basis liggen van het zogenaamde meervoudige orgaan disfunctie syndroom in CPB. Vervolgens is in hoofdstukken 2 en 3 eerst de veranderde reactiviteit van bloedvaten na CPB het onderwerp van onderzoek. Deze werd bestudeerd in een experimenteel model van CPB in de rat waarbij drie verschillende type bloedvaten (kleine coronair en mesenteriaal arteriën, en de aorta) werden bemeten op verschillende tijdstippen na CPB gedurende een klinische relevante periode van 5 dagen. Tijdens deze periode na CPB trad er een verandering in vaatreactiviteit op die kan worden omschreven als een algehele verschuiving naar minder contractie/meer (endotheel-) relaxatie, met daarbij een opvallend verschil in het tijdsverloop voor verschillende bloedvaten. De patronen in figuur 1A suggereren dat veranderingen in vaatfunctie in kleine bloedvaten op korte termijn na CPB (1-2 dagen) optreden en tijdelijk van aard zijn, terwijl veranderingen in grote bloedvaten pas later opkomen (5

158 Nederlandse Samenvatting dagen na CPB) en mogelijk een meer blijvend karakter hebben. Deze veranderingen in vaatfunctie zijn grotendeels toe te schrijven aan chirurgische procedures bij CPB, zoals anesthesie en cannulaties. Het overnemen van de bloedsomloop door de hartlongmachine (extracorporele circulatie [ECC]) lijkt hieraan nog specifiek een eigen effect toe te voegen m.b.t. de endotheelfunctie. Zo bleek de toename in endotheel-afhankelijke relaxatie in kleine mesenteriaal arteriën 2 dagen na CPB teniet te zijn gedaan door ECC. Dit effect viel samen met een verhoogd niveau van nitrotyrosine in dit vasculaire bed, wat aangeeft dat de oxidatieve stress verhoogd was bij ECC. Verder is opmerkelijk dat het effect van ECC op endotheelfunctie selectief aanwezig was bij kleine maar niet bij grote arteriën, hetgeen verder onderstreept hoe verschillende vaatbedden op eigen verschillende wijze reageren op CPB. Om veranderde vaatfunctie verder te onderzoeken in relatie tot ontstekingsreacties in CPB werd in hoofdstuk 3 de expressie van markers en mediatoren van ontsteking en endotheelcel-activatie in de aorta vaatwand bepaald. Het patroon in figuur 1B suggereert dat CPB gepaard gaat met acute ontstekingsreacties in de aorta die daarna echter ook snel weer normaliseren. Dit in tegenstelling tot de veranderingen in reactiviteit in de aorta, die zoals eerder besproken pas op latere tijdstippen (5 dagen) na CPB optraden. Het lijkt er dus mogelijk op dat tijdelijke ontsteking van de vaatwand acuut na CPB bepaalde processen in gang zet die zich pas op langere termijn vertalen naar functionele verandering in reactiviteit. Of dit ook het geval is in kleine bloedvaten, of dat hier ontstekingsreacties en veranderde vaatfunctie hand in hand gaan (en gelijktijdig optreden) zou nog verder onderzocht moeten worden. In de hoofdstukken 4 en 5 van dit proefschrift werd vervolgens getracht de pathofysiologie van CPB-gerelateerde ontstekingsprocessen verder te karakteriseren. Hiertoe werd in het zelfde model als boven de expressie van ontstekingsmediatoren in longen en de nieren bepaald m.b.v. PCR, Western blot en micro-array analyse technieken. De expressiepatronen die daarbij naar voren komen van verschillende proen anti-inflammatoire cytokines, en van markers van endotheelcel- en neutrofielactivatie, suggereren dat CPB een acute ontstekingsreactie opwekt in beide organen. Micro-array analyse van nierweefsel liet zien dat CPB hier de expressie beïnvloedde van 421 genen die voornamelijk betrokken zijn bij de regulatie van de afweermechanismen. Daar waar acute en heftige ontstekingsreacties in nier en aorta van voorbijgaande aard waren en volledig normaliseerden op langere termijn na CPB, bleef de expressie van de markers van oxidatieve stress, endotheelcel- en neutrofielactivatie, en van pro- en anti-inflammatoire markers in longweefsel substantieel verhoogd gedurende veel langere tijd. De verlengde verhoging in longweefsel van markers, zoals IL-1$, TGF-$1 en SOD-1 tot wel 5 dagen van herstel na CPB, suggereert een doorlopende ontstekingreactie in longweefsel, welke bij zou kunnen dragen aan longcomplicaties zoals waargenomen na hartchirurgie. CPB is ook een situatie waarin (tijdelijke) hypotensieve condities kunnen ontstaan, waarbij er op dat moment een lagere bloeddruk heerst dan eigenlijk wenselijk als het

Nederlandse Samenvatting 159 gaat om adequate orgaandoorbloeding. Immers, te weinig bloeddruk leidt tot te weinig bloeddoorstroming en daarmee tot orgaan-ischemie, -schade en functieverlies (net als extreem het geval is in hemodynamische shock). De boven beschreven bevindingen in dit proefschrift over veranderde vaatfunctie in CPB met een shift naar minder contractie/meer (endotheel-) relaxatie passen bij dit beeld en geven een functionele verklaring. Omdat anesthesie als onderdeel van chirurgische procedures bij CPB - zelf ook van invloed kan zijn op de vaattonus is in hoofdstuk 6 een klein uitstapje gemaakt naar het effect van verschillende vormen van anesthesie op reactiviteit van bloedvaten in een muis model van extreme hypotensie (hemorragische shock). De resultaten bevestigen in eerste instantie dat een gangbaar anestheticum zoals isofluraan, ingrijpende effecten heeft op reactiviteit van bloedvaten (- en daarmee orgaanfunctie). Tevens blijkt dat een geselecteerde combinatie met andere anesthetica (in dit geval distikstofoxide, N 2 O ofwel lachgas) deze beïnvloeding dramatisch kan beperken. Het fundamentele punt wat deze studie naar voren brengt is dat postoperatieve vaatreactiviteit kan worden beïnvloed/gestuurd door rationeel gebruik van intra-operatieve anesthesie, en daarmee wellicht ook de klinische gevolgen na een chirurgische ingreep. Tot slot wordt in dit proefschrift de aandacht gericht op mogelijke therapeutische interventies (=ontwikkeling van geneesmiddelen) voor de preventie en/of behandeling van de complicaties die gerelateerd zijn aan CPB. De strategie die hierbij werd getest was om systemische immuunreacties die veranderde vaatreactiviteit zouden kunnen opwekken te onderdrukken en tegelijkertijd om vaatreactiviteit direct te beïnvloeden d.m.v. modulatie van de zogenaamde S1Preceptor, die bij beide processen betrokken is. In hoofdstuk 7 werden ratten kort voorafgaand aan CPB behandeld met FTY720, een niet-selectieve agonist (=stimulerende stof) die aangrijpt op verschillende subtypes S1P-receptoren, of met SEW2871, een selectieve agonist van de S1P1-subtype-receptor. In figuur 2 is een patroon te zien waarin beide stoffen eenzelfde effect hadden op vaatreactiveit maar een verschillend effect op de systemische immuunrespons. D.w.z. beide stoffen versterkten contractiele en relaxerende reactiviteit na CPB (figuur 2B en 2C), maar alleen FTY720 beïnvloede het aantal lymfocyten in het bloed (figuur 2A). Deze resultaten suggereren dat beide S1P-receptor agonisten de vaatreactiviteit na CPB direct versterkten door modulatie van de S1P1-receptoren op de endotheelcellen en gladde spiercellen in de vaatwand. Samengevat, het onderzoek in dit proefschrift onderstreept dat zowel de chirurgische procedures als het overnemen van lichaamsfuncties door de hart-long machine bij CPB verschillende fysiologische processen sterk verandert. Het optreden van ontstekingsreacties en vaatfunctie zijn hiervan belangrijke uitingen. Verder blijkt dat belangrijke componenten zelfs tijdens een langere herstelperiode niet volledig normaliseren, hetgeen suggereert dat sommige processen langdurig verstoord zijn. Deze langdurige verstoring vormt wellicht een belangrijk onderdeel van de klinische complicaties die zowel op korte als langere termijn na CPB zijn beschreven. Om dit te vermijden is directe beïnvloeding van vaatreactiviteit m.b.v. S1P1 receptor agonisten voorafgaand aan CPB een potentieel interessante optie.

160 Nederlandse Samenvatting Figure 1. Schematic representation of the changes in vascular reactivity and inflammatory processes following cardiopulmonary bypass (CPB). (A) CPB evoked a differential pattern of temporal changes early post-cpb (i.e. 24-48h) in small (mesenteric and coronary) arteries vs. long-term changes in large conductance artery (aorta); (B) Rapid systemic inflammation and aorta endothelial cell activation after extracorporeal circulation (ECC) were not paralleled by acute changes in aorta endothelial relaxation function, but rather by changes at the longterm ; (C) Up-regulated inflammatory markers in kidney and aorta normalised in due course after ECC, but were maintained elevated in the lung for at least 5 days after CPB.

Nederlandse Samenvatting 161 Figure 2. Effect of S1P-receptor agonism on circulating lymphocytes and vascular reactivity following CPB. (A) The amount of circulating lymphocytes was reduced after pre-treatment with the non-selective S1P-receptor agonist FTY720, but not with the selective S1P1-receptor agonist SEW2871. In contrast, both compounds similarly enhanced vascular (B) contractility and (C) endothelial relaxation function. This suggests that the enhanced vascular reactivity following pretreatment was mediated via modulation vascular S1P1-receptors, independently from lymphopenia. * P<0.05, vs untreated group, one way ANOVA with Bonferroni test. # P<0.05, vs untreated group, t-test

162 Nederlandse Samenvatting