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Bortoluzzi, Alessia (2012) Effetto dell'infusione di albumina in un modello sperimentale di cirrosi con ascite. [Tesi di dottorato]

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Abstract (inglese)

Background: There isn't therapeutic option for systolic dysfunction in decompensated cirrhosis. Previous data showed that albumin infusion may improve cardiac contractility in a model of septic shock through an inhibitory action on reactive oxygen species (ROS) or on tumor necrosis factor (TNF)α-inducible nitric oxide synthase (iNOS) pathway.
Aim: To evaluate the effect of albumin infusion on cardiac contractility in experimental cirrhosis with ascites and its possible molecular mechanism.
Methods: 30 Wistar Kyoto rats with CCl4-induced cirrhosis and ascites and 30 control rats were studied. For each groups, 15 rats have been treated with 40% solution of albumin, 15 with the same volume of saline. Isoproterenol-stimulated cardiac contractility was recorded in isolated hearts. Cardiac gene and protein expression of β2 adrenergic receptor, of an inhibitory G-protein (Gαi2),of adenylate cyclase 3 (Adcy3), of iNOS, and of NAD(P)H-oxidase activity, source of ROS, were obtained using real time PCR and Western Blot respectively. Serum level of TNF-α and NF-kB translocation into nucleus in cardiac tissue were analyzed with ELISA.
Results: Baseline cardiac contractility was significantly reduced in rats with cirrhosis as compared to control rats (p<0.01). This finding was associated with: a) an higher serum level of TNF-α (p<0.05), b) an increased gene and protein expression of β2-AR (p<0.05), Gαi2 (p<0.05), iNOS (p<0.05), c)an increased NAD(P)H-oxidase activity (p<0.05), d) an increased nuclear translocation of NF-kB (p<0.05) and e) a lower expression of Adcy 3 (p<0.05) in cardiac tissue of rats with cirrhosis. After albumin infusion the cardiac contractility was completely recovered in rats with cirrhosis (p<0.01). Protein expression of Gαi2 (p<0.05), iNOS (p <0.05) and NAD(P)H-oxidase activity (p<0.05) in rats with cirrhosis were reversed to control levels. A significant decrease in serum level of TNF-α (p<0.05) and in nuclear translocation of NF-kB in cardiac tissue (p<0.05) of cirrhotic rats was also observed.
Conclusions: These results showed that albumin exerts a positive cardiac inotropic effect in rats with cirrhosis and ascites, involving its capacity to counteract the negative effects on cardiac contractility of ROS and TNF-α-induced NF-kB- iNOS pathway

Abstract (italiano)

Background: La cirrosi epatica è associata ad alterazioni cardiovascolari che comprendono una circolazione iperdinamica, caratterizzata da una ridotta resistenza periferica e splancnica, bassa pressione media arteriosa e un'aumentata portata cardiaca. Studi sperimentali e clinici hanno dimostrato la presenza di un'insufficienza cardiaca latente chiamata "cardiomiopatia cirrotica", che è caratterizzata da una disfunzione diastolica, anomalie elettrofisiologiche, una compromessa contrattilità  cardiaca in risposta a stress farmacologici o fisiologici, malgrado l'aumentata portata cardiaca di base. L'infusione di albumina viene usata nella gestione dei pazienti con cirrosi epatica avanzata allo scopo di migliorare il volume circolante efficace attraverso un incremento della pressione oncotica. Tuttavia studi recenti hanno dimostrato che l'azione dell'albumina è più complessa ed è legata alla sua azione antiossidante e alla sua capacità di legare citochine e ossido nitrico.
Scopo: Lo scopo di questo studio è stato quello di valutare in un modello animale di cirrosi avanzata il ruolo del sistema beta adrenergico, dello stress ossidativo e del TNF-α sulla patogenesi della miocardiopatia cirrotica.
Materiali e metodi: Sono stati utilizzati ratti maschi Wistar Kyoto 30 di controllo e 30 trattati con CCl4, per indurre la cirrosi. In ogni gruppo 15 ratti sono stati trattati con albumina (1.5 g/Kg tre giorni prima del sacrifico e 0.5g/Kg un giorno prima) e 15 con lo stesso volume di soluzione fisiologica (come intervento sham). Il cuore è stato prelevato e la contrattilità è stata misurata stimolando il cuore con concentrazioni crescenti di isoproterenolo (da 10-10 a 10-6 M). Sul tessuto cardiaco è stata analizzata l'espressione genica e proteica, mediante Real Time PCR e Western Blot rispettivamente, dei recettori beta adrenergici (beta 1 e beta2), della Adenilato ciclasi (Adcy3), della proteina G inibitoria α 2(Gαi2), dell'isoforma inducibile della ossido nitrico sintetasi (iNOS) e delle NAD(P)H ossidasi. Abbiamo poi analizzato la concentrazione plasmatica e nel liquido ascitico del Tumor necrosis factor-α (TNF-α) e la traslocazione nel nucleo del fattore nucleare NF-kB, attraverso kit ELISA.
Risultati: La contrattilità è cardiaca nei ratti ascitici era significativamente diminuita rispetto ai controlli (p<0.01). Questa scoperta è stata associata con: a) un'aumentata espressione genica e proteica di beta2-AR (p<0.05) e di Gαi2 (p<0.05), b) la diminuzione dell'espressione genica di Adcy3, c) un'aumentata attività delle NAD(P)H ossidasi, d) un'aumentata concentrazione plasmatica e nel liquido ascitico di TNF-α (p<0.05), e) un'aumentata traslocazione nucleare di NF-kB e f) un'aumentata espressione proteica di iNOS. Dopo il trattamento con albumina la contrattilità cardiaca dei ratti ascitici è ritornata ai valori dei controlli (p<0.01). L'espressione proteica nel tessuto cardiaco degli animali ascitici di Gαi2 (p<0.05), iNOS (p<0.05) e l'attività delle NAD(P)H-oxidase (p<0.05) è simile a quella dei ratti di controllo. Una significativa diminuzione dei livelli di TNF- nel plasma (p<0.05) e nell'ascite (p<0.05) e della traslocazione nucleare di NF-kB negli animali cirrotici è stata notata dopo il trattamento con l'albumina.
Conclusioni: I nostri risultati per la prima volta dimostrano che l'albumina esercita un effetto inotropo positivo sul cuore dei ratti cirrotici con ascite. Questo effetto coinvolge la sua capacità  di contrastare gli effetti negativi sulla contrattilità cardiaca dei ROS e della pathway TNF-α-NF-kB- iNOS

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Angeli, Paolo
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 24 > Scuole 24 > SCIENZE MEDICHE, CLINICHE E SPERIMENTALI > EPATOLOGIA CLINICA
Data di deposito della tesi:26 Gennaio 2012
Anno di Pubblicazione:26 Gennaio 2012
Parole chiave (italiano / inglese):cirrosi, cardiomiopatia cirrotica, TNF-alfa, patway beta-adrenergico / cirrhosis, cirrhotic cardiomyopathy, TNF-alpha, beta-adrenergic signaling
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 06 - Scienze mediche > MED/12 Gastroenterologia
Area 05 - Scienze biologiche > BIO/11 Biologia molecolare
Area 06 - Scienze mediche > MED/09 Medicina interna
Struttura di riferimento:Dipartimenti > pre 2012 - Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale
Codice ID:4527
Depositato il:07 Nov 2012 09:51
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