ピルビン酸を濃縮した蘇生法：低脳症ヤギにおける虚血後後肢筋の代謝サポート

Pyruvate-enriched resuscitation: metabolic support of post-ischemic hindlimb muscle in hypovolemic goats.

• Hunaid A Gurji
• Daniel W White
• Besim Hoxha
• Jie Sun
• Jessica P Harbor
• Diana R Schulz
• Arthur G Williams
• Albert H Olivencia-Yurvati
• Robert T Mallet

抄録

四肢の虚血再灌流は、活性酸素と窒素種（RONS）を発生させ、中間代謝とATP産生を阻害する可能性がある。本研究では、天然の抗酸化剤であり代謝燃料でもあるピルビン酸塩を用いた体液蘇生法が、骨格筋の中間代謝に対する虚血再灌流の劇症的な影響を改善するという仮説を検証した。麻酔した雄ヤギ(約25kg)を平均動脈圧48±1mmHgまで出血させた後、90分後肢虚血を行い、その後4時間の再灌流を行った。乳酸リンガー(LR)またはピルビン酸リンガー(PR)を、30分虚血から30分再灌流までの90分間、0.05mmol kg(-1)min(-1)乳酸またはピルビン酸を送達するように静脈内に注入した。時間コントロール（TC）は、出血も後肢虚血も受けなかった。脂質過酸化産物8-イソプロスタイン、RONS感受性アコニターゼおよびクレアチンキナーゼ活性、抗酸化スーパーオキサイドディスムターゼ活性、組織エネルギー状態の指標であるリン酸化クレアチンリン酸化電位（[PCr]/[{Cr}{P(i)}]）を再灌流後90分時点（n=全群6名）および3.5時間時点（n=TC8名、LR9名、PR10名）で再灌流後の腓腹筋で測定した。PRはLRよりも効果的に8-イソプロスタインの生成を抑制し、アコニターゼとクレアチンキナーゼの不活性化を防ぎ、スーパーオキシドジスムターゼ活性を倍増させ、[PCr]/([Cr][P(i)])を増加させた。ピルビン酸を濃縮したリンガーの乳酸塩は、結節した筋肉の体液蘇生のためにリンガーの乳酸塩よりも代謝的に優れている。

Tourniquet-imposed ischemia-reperfusion of extremities generates reactive oxygen and nitrogen species (RONS), which can disrupt intermediary metabolism and ATP production. This study tested the hypothesis that fluid resuscitation with pyruvate, a natural antioxidant and metabolic fuel, ameliorates the deleterious effects of ischemia-reperfusion on intermediary metabolism in skeletal muscle. Anesthetized male goats (∼25 kg) were bled to a mean arterial pressure of 48 ± 1 mmHg and then subjected to 90 min hindlimb ischemia with a tourniquet and femoral crossclamp, followed by 4-h reperfusion. Lactated Ringers (LR) or pyruvate Ringers (PR) was infused intravenous for 90 min, from 30 min ischemia to 30 min reperfusion, to deliver 0.05 mmol kg(-1) min(-1) lactate or pyruvate. Time controls (TC) underwent neither hemorrhage nor hindlimb ischemia. Lipid peroxidation product 8-isoprostane, RONS-sensitive aconitase and creatine kinase activities, antioxidant superoxide dismutase activity, and phosphocreatine phosphorylation potential ([PCr]/[{Cr}{P(i)}]), an index of tissue energy state, were measured in reperfused gastrocnemius at 90 min resuscitation (n = 6 all groups) and 3.5 h post-resuscitation (n = 8 TC, 9 LR, 10 PR). PR more effectively than LR suppressed 8-isoprostane formation, prevented inactivation of aconitase and creatine kinase, doubled superoxide dismutase activity, and augmented [PCr]/([Cr][P(i)]). Pyruvate-enriched Ringer's is metabolically superior to Ringer's lactate for fluid resuscitation of tourniqueted muscle.