Un niveau réduit d’hématocrite aggrave les lésions cérébrales après un arrêt circulatoire hypothermique prolongé chez le rat

Abstract

Purpose: This study tests the hypothesis that low hematocrit (Hct) worsens cerebral injury after prolonged hypothermic circulatory arrest (HCA) in rats, and the mechanism involves variable expression of the genes C-Fos, Bcl-2 and Bax.Methods: A rat HCA model was developed, and 40 animals were randomly assigned to four groups: Sham (sham) group, or Hct groups of Hct 10%, Hct 20% and Hct 30%. After 90 min of HCA at 18°C, physiologic variables were recorded and brain morphological changes were evaluated with light and electron microscopy. Expressions of C-Fos, Bcl-2, Bax in various brain areas were measured by the reverse transcriptase polymerase chain reaction and standard immunohistochemistry techniques. Results:The number of injured neurons in the hippocampus CA1 and parietal cortex in the Hct 10% group (CA1: 11.44 ± 2.52; cortex: 13.65 ± 2.31) exceeded the mean number of injured neurons in the Hct 20% group (CA1: 8.29 ± 1.31; cortex: 10.68 ± 1.24; P < 0.05) and the Hct 30% group. Mean mitochondrial injury scores were greatest at lower Hct levels, while the expression of C-Fos and Bax were highest in the Hct 10% group and lowest in the Hct30% group (P < 0.05). In contrast, the expression of the Bcl-2 mRNA was greatest in the Hct 30% group (P < 0.05). Conclusion:Low Hct worsens cerebral injury after prolonged HCA and CPB in rats, which may relate in part to the variable expression of the genes C-Fos, Bcl-2 and Bax. Hct 10 % (CA1: 11,44 ± 2,52; cortex: 13,65 ± 2,31) que dans le groupe Hct 20 % (CA1 : 8,29 ± 1,31 ; cortex : 10,68 ± 1,24 ; P < 0,05) Méthode : Un modèle d'ACH a été développé chez le rat et on a réparti de façon aléatoire 40 animaux dans quatre groupes : un groupe sans intervention et des groupes Hct de 10 %, 20 % et 30 %. Après un ACH pendant 90 min à 18°C, on a mesuré les variables physiologiques et on a évalué les changements morphologiques dans le cerveau avec la microscopie optique et électronique. On a mesuré l'expression de C-Fos, Bcl-2 et Bax dans différentes régions du cerveau par la réaction en chaîne transcriptase inverse -polymérase et par des techniques habituelles d'immunohistochimie. Résultats : Les neurones CA1 de l'hippocampe et du cortex pariétal ont été atteints en plus grand nombre dans le groupe

At what point does hemodilution harm the brain?

“…11 The authors study the effect of three different degrees of hemodilution (hematocrit 30%, 20%, 10%) on the brain. They demonstrate histological evidence of increased neuronal and mitochondrial injury at low hematocrit following CPB and circulatory arrest.…”

“…franchissent une autre étape dans cette poursuite des explications mécanistiques et dans la détermination des seuils critiques d'anémie dans un modèle expéri-mental de CEC et d'arrêt circulatoire. 11 Les auteurs ont étudié l'effet de trois niveaux d'hémodilution (hématocrite de 30 %, 20 % et 10 %) sur le cerveau. Ils présentent des preuves histologiques d'une augmentation de lésions neuronales et mitochondriales avec une hémoglobine réduite après la CEC et l'arrêt circulatoire.…”

“…Ces résultats vont dans le même sens que ceux d'autres études démontrant une augmentation de l'inflammation dans le cerveau avec un niveau d'hématocrite semblable après un arrêt circulatoire. 11 Même si les effets sont plus prononcés lorsque l'hématocrite est de 10 %, on observe les conséquences de ces lésions à un hémato-crite de 20 %, un niveau plus proche du seuil sous lequel on observe une augmentation de lésions céré-brales chez des patients subissant une CEC.…”

Relative Higher Hematocrit Attenuates the Cerebral Excitatory Amino Acid Elevation Induced by Deep Hypothermic Circulatory Arrest in Rats

“…However, Sakamoto et al, (2004) demonstrated that severe hemodilution results in decreased perfusion pressure and an increased cerebral metabolic rate of oxygen during DHCA of a piglet. Our previous study showed that low hematocrit worsens brain injury induced by DHCA in rats (Dian-San et al, 2006). However, the exact mechanisms underlying this detrimental effect are not clear.…”

“…Hemodilution is a common method applied in the CPB or DHCA to counteract the deleterious rheologic consequences of hypothermia, such as increased viscosity and red cell rigidity (Dian-San et al, 2006). However, Sakamoto et al, (2004) demonstrated that severe hemodilution results in decreased perfusion pressure and an increased cerebral metabolic rate of oxygen during DHCA of a piglet.…”