Page 41

Microsoft Word - chapter 0 v1 DB.doc

  Role of NO in IR‐injury in surgical flaps  Introduction  Since the advent of reconstructive surgery, ischemia‐reperfusion (IR) injury has been a  detrimental factor in flap viability and survival. Ischemia is a condition of inadequate  blood  flow,  which  is  an  inevitable  part  in  many  clinical  situations  such  as  free  tissue  transfers, digit/limb replantation, and organ transplantation. Ischemia is the first level  of  damage  and  is  characterized  by  oxygen  depletion  and  conversion  of  cellular  metabolism to anaerobic pathways. In case the ischemia period outruns the tolerance  of  the  tissue,  inflammation  will  develop  with  cell  necrosis.  Although  reperfusion  is  essential  for  flap  and  tissue  survival,  reperfusion  triggers  a  cascade  of  pathophysiological  events  resulting  in  tissue  injury  beyond  that  caused  by  the  initial  ischemia.1 Although  success  rates  greater  than  95%  are  common  in  microvascular  reconstructive  procedures,  incidental  total  flap  loss  and  more  commonly  partial  flap  loss still occur, frustrating the reconstructive team and increasing the morbidity for the  patients.   A  large  volume  of  experimental  data  has  increased  our  knowledge  of  the  pathophysiology  mechanisms  of  IR  injury.  On  that  basis  strategies  to  avoid  flap  loss  have been investigated. Since the discovery of the endothelium‐derived relaxing factor  as  nitric  oxide  (NO)  in  1987,  a  significant  volume  of  research  has  been  published  investigating the role of NO in the vascular endothelium and its application to IR injury.2 Using  the  PubMed  search—“Reperfusion  Injury”  (MesH)  and  “Nitric  Oxide”  (MesH)— leads to 1646 published studies. In this paper, the sequence of physiological changes  that occur during flap elevation, the mechanisms of IR, and the role and applications of  NO in surgical flaps are summarized.  NO and NO synthase  NO is an important signaling molecule and has a role in neuronal synapse signaling, as a  host  defense  effector  in  the  immune  system,  as  a  regulator  of  vascular  tone  in  the  cardiovascular system, and also in reactive oxygen species (ROS) scavenging.3,4 NO and  citrulline  are  produced  from  L‐arginine  and  oxygen  using  nicotinamide  adenine  dinucleotide phosphate (NADPH) as a cofactor by a family of iso‐enzymes termed NO  synthase  (NOS)  (Figure  3.1).  Conversely,  NO  can  also  pose  pathological  capacity  by  forming  ROS  (peroxynitrate  ONOO‐  and  OH  radicals)  and  thus  contributes  to  further  inflammation.5,6  The  two‐faced  nature  of  NO  in  surgical  flaps  is  such  that  when  presented  early  in  the  sequence  of  inflammatory  buildup  (e.g., during  ischemia  or  at  the  start  of  reperfusion),  it  reduces/inhibits  further  inflammation,  although  its  late  production by macrophages and neutrophils contributes to the oxidative burst seen in  IR.   39 


Microsoft Word - chapter 0 v1 DB.doc
To see the actual publication please follow the link above