Are Leukocytosis and Lipid Peroxidation Involved in Ischemic or Reperfusion Injury in Cardiac Surgery?

Summary

We have studied the hypothesis that free-radical generation during cardiac surgery could explain partly the pathophysiology of ischemic or reperfusion injury during cardiopulmonary bypass (CPB). Ten patients undergoing cardiac surgery using CPB were prospectively studied. Malondialdehyde (MDA) was measured as a marker of free-radical-induced lipid peroxidation (LPO) using the thiobarbituric acid method, and leukocytes were counted during ischemia and reperfusion. Both MDA and leukocytes increased significantly, especially after starting reperfusion. There was significant correlation between LPO and leukocytosis (r = 0.8, p < 0.005). It is concluded that free radicals generated during ischemia and reperfusion lead to anincrease of LPO, which is shown for the first time to be associated with leukocytosis in cardiac surgical patients. The implication of this observation is of importance for the treatment strategy using free-radical scavengers in reducing the harmful effects of ischemia and reperfusion in cardiac surgery.

Zusammenfassung

In der vorliegenden Studie untersuchten wir die Hypothese, daß die Bildung von freien Radikalen während herzchirurgischer Eingriffe wenigstens zu einem Teil die Pathophysiologie der Ischämie und Reperfusion während des CPB erklären kann. Dazu wurden Patienten, die zu einer aorto-koronaren Bypassoperation anstanden, prospektiv untersucht. Malondialdehyd (MDA), ein Marker der freien Radikale und der von ihnen verursachten Lipidperoxidation (LPO), wurde mit Hilfe der Thiobarbitursäuremethode während der Ischämie und Reperfusion bestimmt, die Leukozytenzahl auch. MDA und Leukozytenzahl stiegen signifikant vor allem nach Start der Reperfusion, es bestand eine Korrelation zwischen der LPO und der Leukozytose (r = 0,8, p < 0,005). Somit kann bestätigt werden, daß die Bildung von freien Radikalen während Ischämie und Reperfusion zu einer Erhöhung der LPO führt und dies mit einer Leukozytose bei herzchirurgischen Patienten verbunden ist. Die Folge dieser Beobachtung ist von großer Bedeutung für die Behandlungsstrategie mit Radikalfängern, um schädigende Effekte der Ischämie und Reperfusion in der Herzchirurgie zu reduzieren.

Key words

Leukocytosis - Lipid peroxidation - Ischemic or reperfusion injury - Oxygen free radicals - Cardiac surgery