Pathogenesis of ischemia/reperfusion syndrome

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Ischemia/reperfusion syndrome is a collective concept that combines various pathological conditions developing against the background of the restoration of the main blood flow in the organ or limb segment, which has long been subjected to ischemia or traumatic amputation. Intensive care physicians often see ischemia/reperfusion syndrome after restoration of blood supply in patients with critical ischemia of the lower limb. The rate of critical ischemia of the lower limbs ranges from 400 to 1000 cases per 1 million of the population. The number of lower limb amputations due to critical lower limb ischemia in economically developed countries is 13.7-32.3 cases per 100,000 of the population. The main etiological factors of critical lower limb ischemia are atherosclerosis of peripheral vessels and vascular complications of diabetes. The pathogenesis of ischemia/reperfusion syndrome is based on a complex of pathophysiological changes resulting from the restoration of blood flow in previously ischemic lower limb. Restoration of blood circulation leads to massive flow into the systemic bloodstream of anaerobic metabolism products, free myoglobin, biologically active substances and inflammatory mediators. The main sources of reperfusion damage are activated forms of oxygen, in particular, superoxide radical О2-, nitric oxide, lipid peroxidation products. In the conditions of primary ischemia, and then tissue reperfusion, excessive production of activated oxygen forms leads to damage of biological structures (lipids, proteins, deoxyribonucleic acid), which causes disruption of normal cell functioning or its death due to necrosis or apoptosis, ion pump dysfunction, adhesion of leukocytes and increased vascular permeability.

About the authors

D E Kutepov

Clinical Hospital №1 of the Presidential Administration of the Russian Federation; Central State Medical Academy of the Presidential Administration of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: kutepovde@gmail.ru
Moscow, Russia; Moscow, Russia

M S Zhigalova

Central State Medical Academy of the Presidential Administration of the Russian Federation

Email: kutepovde@gmail.ru
Moscow, Russia

I N Pasechnik

Central State Medical Academy of the Presidential Administration of the Russian Federation

Email: kutepovde@gmail.ru
Moscow, Russia

References

  1. Marshalov D.V., Petrenko A.P., Glushach I.A. Reperfusion syndrome: concept, definition, classification. Patologiia krovoobrashcheniia i kardiokhirurgiia. 2008; (3): 67–72. (In Russ.)
  2. Kalinin R.E., Pshennikov A.S., Suchkov I.A. Reperfusion injury of tissues in surgery of arteries of lower extremities. Novosti khirurgii. 2015; 23 (3): 348–352. (In Russ.)
  3. Zasimovich V.N., Ioskevich N.N. Reperfusion (reoxygenation) injury as a problem of the artery reconstructive surgery in atherosclerotic genesis chronic ischemia of the lower limbs. Novosti khirurgii. 2017; 25 (6): 632–642. (In Russ.)
  4. Gavrilenko A.V., Kotov A.E., Ul’yanov N.D. Predicting the results of surgical treatment of the critical lower limb ischemia. Khirurgiya. 2013; (5): 68–72. (In Russ.)
  5. Norgren L., Hiat W.R., Dormandy J.A. et al. Inter-Society Consensus for the Management of Peripheral Arterial Disease (TASC II). J. Vasc. Endovasc. Surg. 2007; 33: 1–75. doi: 10.1016/j.ejvs.2006.09.024.
  6. Zudin A.M., Zasorina M.A., Orlova M.A. Epidemiology of chronic critical limb ischemia. Khirurgiya. 2014; (10): 91–95. (In Russ.)
  7. Pasechnik I.N., Skobelev E.I., Krylov V.V. et al. Abdominal sepsis and oxidative stress. Khirurgiya. 2015; (12): 18–23. (In Russ.)
  8. Klinicheskie rekomendatsii po vedeniyu patsientov s sosudistoy arterial’noy patologiey (Rossiyskiy soglasitel’nyy dokument). Chast’ 1. Perifericheskie arterii. (Clinical recommendations on management of patients with vascular arterial pathology (Russian conciliation document). Part 1. Peripheral arteries.) Ed. by L.A. Bokeriya. Moscow: Pub. NTsSSKh A.N. Bakuleva RAMS. 2010; 176 p. (In Russ.)
  9. Becker F., Robert-Ebadi H., Ricco J.B. et al. Chapter I. Definitions, epidemiology, clinical presentation and prognosis. Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. 2011; 42 (2): 4–12. doi: 10.1016/s1078-5884(11)60009-9.
  10. Pasechnik I.N. Oxidative stress and critical conditions in surgical patients. Vestnik intensivnoy terapii. 2004; (3): 27–31. (In Russ.)
  11. Caccese D., Pratico D., Ghiselli A. et al. Superoxide anion and hydroxyl radical release by collagen-induced platelet aggregation — role of arachidonic acid metabolism. Thromb. Haemost. 2000; 83: 485–490. DOI: 1001046464.
  12. Yates С.М., Abdelhamid М., Adam D.J. et al. Endovascular aneurysm repair reverses the increased titer and the inflammatory activity of interleukin-1alpha in the serum of patients with abdominal aortic aneurysm. J. Vasc. Surg. 2011; 54 (2): 497–503. doi: 10.1016/j.jvs.2011.02.054.
  13. Pasechnik I.N., Meshcheryakov A.A., Sychev A.V. Efficacy of oxidative stress treatment in surgical patients with acute abdominal diseases in perioperative period. Rossiyskie meditsinskie vesti. 2009; 14 (3): 50–55. (In Russ.)
  14. Koksal G.M. Oxidative stress and its complications in human health. Advanc. Biosci. Biotechnol. 2012; 3 (8): 1113–1115. doi: 10.4236/abb.2012.38136.
  15. Rodrigues S.F., Granger D.N. Role of blood cells in ischemia-reperfusion-induced endothelial barrier failure. Cardiovasc. Res. 2010; 87 (2): 291–299. doi: 10.1093/cvr/cvq090.
  16. Gladwin M.T., Kato G.J., Weiner D. et al. Nitric oxide for inhalation in the acute treatment of sickle cell pain crisis: a randomized controlled trial. JAMA. 2011; 305 (9): 893–902. DOI: 0.1001/jama.2011.235.
  17. Carr A.C., van den Berg J.J., Winterbourn C.C. Chlorination of cholesterol in cell membranes by hypochlous acid. Arch. Biochem. Biophys. 1996; 332: 63–69. DOI: 10/1006/abbi.1996.0317.
  18. Smirnov A.V., Dobronravov V.A., Rumyantsev A.Sh., Kayukov I.G. Ostroe povrezhdenie pochek. (Acute kidney injury.) Moscow: MIA. 2015; 488 p. (In Russ.)
  19. Baines C.P. How and when do myocytes die during ischemia and reperfusion: the late phase. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther. 2011; 16 (3–4): 239–243. doi: 10.1177/1074248411407769.
  20. Semenov V.N., Pasechnik I.N. Apoptosis and its role in the pathogenesis of critical states. Vestnik intensivnoy terapii. 2004; (1): 3–7. (In Russ.)
  21. Hancock J.T., Desikan R., Neill S.J. Role of reactive oxygen species in cell signaling pathways. Biochem. Soc. Trans. 2001; 29: 345–350. doi: 10.1042/bst0290345.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

© 2018 Kutepov D.E., Zhigalova M.S., Pasechnik I.N.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.




Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».