James R. Mitchell

Departamentul de Genetică și Boli Complexe, Școala de Sănătate Publică Harvard, 655 Huntington Avenue, Boston, MA 02115, 617.432.7286 Tel, 617.432.5236 Fax, ude.dravrah.hsph@lehctimj

vasculară

Joshua A. Beckman

Brigham and Women’s Hospital, Director, Cardiovascular Fellowship Program, Professor Associate of Medicine, Harvard Medical School, GRO.SRENTRAP@NAMKCEBJ

Louis L. Nguyen

Brigham and Women’s Hospital, GRO.SRENTRAP@NEYUGNLL

C. Keith Ozaki

Chirurgie vasculară și endovasculară, Brigham and Women’s Hospital/Harvard Medical School, 75 Francis Street, Boston, MA 02115, 857.307.1920 Tel, 857.307.1922 Fax, gro.srentrap@ikazOKC

Introducere

Risc ridicat de morbiditate și mortalitate în chirurgia vasculară

Chirurgia vasculară cauzează printre cele mai mari rate de evenimente cardiovasculare și cerebrovasculare perioperatorii, ducând la morbiditate și mortalitate considerabile și la taxe grave atât pentru indivizi, cât și pentru societate. S-au depus eforturi semnificative în evaluarea și modificarea riscului de infarct miocardic perioperator, cauza predominantă a mortalității în chirurgia vasculară cu risc ridicat [1]. Codificarea acestor bune practici a dus la îmbunătățiri modeste ale rezultatelor în ultimele decenii [2]. Cu toate acestea, îmbătrânirea populației, incidența în creștere a sindromului metabolic și accesul crescut al chirurgiei vasculare la populațiile de pacienți cu risc crescut pot amenința acest progres incremental. Compunând aceste probleme, există acum dovezi că ratele leziunilor cardiace după intervenția chirurgicală vasculară sunt mult mai mari decât cele recunoscute anterior. Noi markeri ai leziunii miocardice au schimbat accentul evenimentelor postoperatorii de la infarctul miocardic perioperator la leziunea miocardică.

Sunt cunoscute mecanismele de bază care stau la baza complicațiilor chirurgicale vasculare

Traumatismele chirurgicale generează atât un răspuns inflamator local, cât și un răspuns neuroendocrin sistemic prin stimularea neuronilor aferenți simpatici locali care controlează eliberarea hormonilor de stres, inclusiv glucocorticoizi și catecolamine din glandele suprarenale. Hiperactivarea a trei elemente cheie ale acestui răspuns la stres - sistemul nervos simpatic, inflamația și stresul oxidativ - este asociată cu evenimente cardiovasculare adverse. Chirurgia vasculară crește eliberarea de catecolamină din medula suprarenală, rezultând constricția vaselor de sânge și risc crescut de evenimente ocluzive. Mai multe studii clinice au demonstrat că antagonismul acestui sistem cu agenți de blocare beta adrenergici reduce riscul de evenimente cardiovasculare perioperatorii. Cu toate acestea, deoarece metodele optime de administrare nu au fost încă clarificate, nu există încă un consens clar cu privire la beneficiile acestei clase de medicamente în îngrijirea perioperatorie [3].

Inflamația este recunoscută ca un mecanism cauzal care stă la baza aterogenezei și a evenimentelor clinice acute legate de ateroscleroză. În cadrul chirurgical, inflamația crește riscul de rupere a plăcii, ceea ce poate duce la formarea trombului, ocluzia vaselor și leziuni ischemice. Markerii crescuți ai inflamației sunt predictivi atât pentru evenimentele cardiovasculare primare, cât și pentru cele recurente, precum și pentru evenimentele cardiovasculare asociate cu chirurgia vasculară. În sprijinul rolului inflamației sistemice în complicațiile cardiovasculare, medicamentele antiinflamatorii precum statinele s-au dovedit a reduce evenimentele cardiace postoperatorii la pacienții supuși unei intervenții chirurgicale vasculare [4].

Stresul oxidativ, definit ca un dezechilibru între pro-oxidanți precum speciile reactive de oxigen (ROS) și capacitatea antioxidantă, participă la răspunsul la stres atât prin mecanisme cronice, cât și prin mecanisme acute. Oxidarea LDL și a lipoproteinelor în peretele vascular are ca rezultat formarea plăcii și activarea cronică a răspunsului inflamator, în timp ce traumatismele chirurgicale sau infecția activează inflamația acută. Celulele inflamatorii, cum ar fi macrofagele și granulocitele, sunt principalii producători de ROS și de stres oxidativ atât în ​​inflamația acută, cât și în cea cronică. Stresul oxidativ este, de asemenea, asociat cu biodisponibilitatea redusă a oxidului nitric (NO), un factor de risc pentru leziuni cardiace în timpul intervențiilor chirurgicale vasculare.

Leziunea reperfuzională a ischemiei, o insultă multifactorială care implică atât componente ale inflamației, cât și ale stresului oxidativ și exacerbată de vasoconstricție, este probabil un mecanism fundamental care stă la baza complicațiilor chirurgicale vasculare. Hipoxia, lipsa de nutrienți și acumularea deșeurilor apar în lipsa fluxului sanguin, rezultând disfuncție celulară și moarte. Acest lucru apare în mod rapid în creier, care are o toleranță foarte scăzută la lipsa de oxigen sau de nutrienți. Reperfuzia este necesară pentru supraviețuirea celulelor, dar permite, de asemenea, recrutarea mediatorilor inflamatori către țesuturile deteriorate local și propagarea stresului oxidativ și a produselor secundare ale metabolismului către părțile îndepărtate ale corpului, promovând atât leziunile locale, cât și cele sistemice. În unele intervenții chirurgicale, ischemia și reperfuzia sunt necesare și intenționate, de exemplu în grefa de bypass a arterei coronare și reconstrucția arcului aortic deschis. Ischemia poate rezulta, de asemenea, indirect, din ruperea accidentală a plăcii aterosclerotice, microembolizarea materialului plăcii sau alte evenimente trombo-embolice asociate cu intervențiile vasculare. Chiar și procedurile mai puțin invazive, inclusiv chirurgia artroscopică a genunchiului, împărtășesc aceste riscuri în grade diferite.

În concluzie, intervenția chirurgicală majoră este un stres la care organismul poate reacționa exagerat prin mecanisme foarte evoluate, cum ar fi tonusul simpatic crescut, inflamația și stresul oxidativ. Aceste căi cresc probabilitatea sindroamelor de mal-perfuzie și a ruperii plăcii aterosclerotice și a ocluziei ulterioare a vaselor. Orice modificare care poate abroga aceste evenimente adverse și/sau reduce severitatea leziunii ischemice rezultate ar putea fi utilă la reducerea morbidității și mortalității asociate chirurgiei vasculare. Restricția dietetică are potențialul de a le aborda pe toate într-o singură intervenție, așa cum este discutat mai jos.

Beneficii și mecanisme ale restricției alimentare în modele preclinice

DR a fost recunoscut în urmă cu aproape un secol pentru a preveni incidența și severitatea cancerului la rozătoarele de laborator [5]. În deceniile care au urmat, beneficiile conservate evolutiv ale DR au fost recunoscute într-o mare varietate de obiective metabolice și legate de stres relevante pentru protecția împotriva stresului chirurgical. De exemplu, DR este antiinflamator într-o serie de contexte diferite, de la inflamația sterilă indusă de LPS până la encefalomielita autoimună experimentală. DR protejează împotriva stresului oxidativ acut și previne creșterea dependentă de vârstă a markerilor stresului oxidativ cronic. Crește tonusul parasimpatic prin stimulare vagală și reduce tonusul simpatic prin reglarea în sus a expresiei genei eNOS [6]. DR protejează, de asemenea, împotriva leziunilor cauzate de reperfuzia ischemică a unui număr de organe, inclusiv creierul, inima, ficatul și rinichii [7].

Beneficiile restricției alimentare la oameni

O serie de studii clinice au confirmat că oamenii cu DR răspund în mod similar animalelor experimentale cu DR [9]. De exemplu, 6 luni cu 20% reducerea aportului de calorii au îmbunătățit măsurile de sănătate cardiovasculară, lipidele serice și tensiunea arterială. Datele recente sugerează, de asemenea, că rezultatele adverse postoperatorii legate de stresul oxidativ, inflamația și hormonii de stres pot fi modificate de DR. DR reduce stresul oxidativ în ambele condiții cronice și acute și poate reduce eliberarea hormonului stresului, inclusiv nivelurile circulante de noradrenalină în decubit dorsal. DR reduce markerii inflamației, inclusiv hs-CRP și IL-6. DR pare, de asemenea, să funcționeze rapid chiar și la persoanele obeze sau la persoanele bolnave critic. De exemplu, două săptămâni de DR preoperator pot reduce riscul de complicații postoperatorii în operația de bypass gastric laparoscopic, precum și dificultatea percepută a procedurii [10]. DR poate reduce, de asemenea, mortalitatea la spital la pacienții cu terapie intensivă. Din punct de vedere al eficacității, DR poate crea astfel un mediu vascular și sistemic relativ protejat pentru stresul planificat al intervenției chirurgicale, chiar și la pacienții obezi sau cu boli critice.

Fezabilitatea restricției dietetice preoperatorii

Chirurgia electivă prezintă o situație unică în medicină: evenimentul stresant planificat. Astfel, precondiționarea dietetică ar putea fi adaptată pentru a maximiza beneficiile împotriva potențialelor complicații chirurgicale în timpul minim posibil. Cum ar arăta un astfel de regim și ar fi fezabil? Două probleme cheie informează alegerea dietei preoperatorii pentru a testa beneficiile împotriva stresului chirurgical: compoziția și durata. Împreună, acestea vor influența fezabilitatea oricărui regim dietetic preoperator propus.

Compoziţie

Durată

La organismele inferioare (muște ale fructelor, viermi nematodici) debutul beneficiilor DR este rapid, atingând efectul deplin asupra riscului de mortalitate în decurs de 2-3 zile. La rozătoare, rezistența la stres chirurgical apare, de asemenea, rapid - într-o perioadă de zile [7, 11]. Deoarece distanța evolutivă dintre muștele fructelor sau nematodele și rozătoarele este mult mai mare decât în ​​rândul mamiferelor, ne așteptăm ca debutul rapid al beneficiilor DR să fie conservat și la mamiferele superioare, inclusiv la oameni. O explicație rezonabilă pentru această activare rapidă a beneficiilor DR se află în natura protecției în sine. În măsura în care DR este un răspuns adaptiv la stres [8], mecanismele care îl activează implică modificări în transducția semnalului, expresia genelor și stabilitatea proteinelor care pot acționa în intervale de timp rapide care necesită doar ore până la zile, mai degrabă decât luni până la ani.

O dietă considerată a fi maxim benefică împotriva stresului chirurgical într-un timp minim ar fi considerată fezabilă de către medici și pacienții lor? Acest lucru depinde de combinația dintre durata și severitatea intervenției dietetice care duce la beneficii, ceea ce în prezent nu este cunoscut la om. Cu toate acestea, putem specula că o restricție minimă a alimentelor considerată fezabilă până la o săptămână ar fi considerată impracticabilă dacă este necesară timp de trei luni sau mai mult, un interval de timp care duce în mod obișnuit la beneficii la rozătoarele experimentale. În mod similar, restricțiile severe de alimente, cum ar fi postul numai cu apă, care ar putea fi foarte eficace într-o perioadă de câteva zile, nu pot fi considerate practice de către medici și/sau pacienții acestora. Ergo, pe baza stării noastre actuale de cunoștințe, incluzând apariția rapidă a beneficiilor și rolul predominant al lipsei de aminoacizi din dietă, prezicem o dietă redusă fără calorii, fără proteine, cum ar fi un post de suc doar pentru o perioadă de până la o săptămână va fi sigur, bine tolerat și eficient.

Recunoaștem că ceea ce este considerat „fezabil” de către medici și pacienții lor este în mare măsură o chestiune subiectivă, dar chiar și aici literatura existentă este încurajatoare. Se pare că intervențiile dietetice preoperatorii scurte (de la 4 zile la 2 săptămâni) sunt fezabile și sigure în contextul diferitelor grupuri de pacienți, variind de la candidați obezi pentru chirurgie laparoscopică la donatori de organe vii. Majoritatea pacienților și medicilor lor recunosc că chirurgia vasculară este un factor de stres semnificativ, cu risc de morbiditate și mortalitate. Dacă DR preoperator se dovedește a fi eficient în modularea răspunsului la stres și reducerea complicațiilor postoperatorii, atunci pacienții și furnizorii acestora vor avea un stimulent mai mare pentru a încorpora DR în practicile curente de pregătire operativă. DR monitorizat cu atenție este diferit de foamete, deoarece pacienții cu malnutriție sau alte deficiențe metabolice existente ar fi scutiți de DR. O investigație suplimentară cu privire la mecanismele DR poate permite perfecționări suplimentare în managementul alimentar preoperator, ducând la restricții mai specifice și la adăugarea de suplimente alimentare benefice.

Concluzii

Restricția dietetică reprezintă o intervenție bine cunoscută, pleiotropă, cu o gamă largă de beneficii, inclusiv cele împotriva stresului chirurgical la rozătoarele experimentale. Restricția dietetică produce multe dintre aceleași modificări metabolice la oameni, crescând probabilitatea ca DR să funcționeze și împotriva stresului chirurgical.

Din punct de vedere mecanic, DR funcționează probabil prin activarea mecanismelor adaptive ca răspuns la stresul relativ ușor al deprivării de nutrienți/energie, ducând la reduceri ale tonusului simpatic, inflamației și stresului oxidativ. Abia recent s-a recunoscut că beneficiile DR se acumulează rapid. Acest interval scurt de timp face posibilă testarea în clinică. Propunem că chirurgia vasculară, cu ratele sale relativ ridicate de complicații perioperatorii și măsurile preventive inadecvate, reprezintă o oportunitate unică de a testa ipoteza că perioade scurte de DR preoperator clinic practic vor reduce incidența și severitatea complicațiilor chirurgicale. Dacă are succes, o astfel de intervenție ar putea stimula cercetarea ghidurilor bazate pe dovezi pentru nutriția preoperatorie și ar putea genera interesul pentru o intervenție ieftină și ușor accesibilă pentru a spori rezultatele stresului acut planificat în chirurgia vasculară și nu numai.

Ipoteză

Scurtele intervenții dietetice preoperatorii care subliniază aportul redus de calorii și proteine ​​vor reduce morbiditatea și mortalitatea perioperatorie asociate cu procedurile chirurgicale vasculare prin modularea răspunsului inadaptativ al organismului la stresul chirurgical.

Mulțumiri

Autorii declară că nu există interese financiare concurente. Ne cerem scuze pentru cei a căror muncă nu am putut-o cita din cauza limitărilor de spațiu. JRM este susținut de subvenții de la NIH, Ellison Medical Foundation și Glenn Foundation.

Note de subsol

Declinarea responsabilității editorului: Acesta este un fișier PDF al unui manuscris neditat care a fost acceptat spre publicare. Ca serviciu pentru clienții noștri, oferim această versiune timpurie a manuscrisului. Manuscrisul va fi supus copierii, compunerii și revizuirii dovezilor rezultate înainte de a fi publicat în forma sa finală citabilă. Vă rugăm să rețineți că, în timpul procesului de producție, pot fi descoperite erori care ar putea afecta conținutul și că toate responsabilitățile legale care se aplică jurnalului se referă.