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Biomarcadores pronósticos en pacientes con sepsis Leonardo Lorente UCI del H.U.Canarias (La Laguna, Tenerife) 2017-5-12 SEIMC 2017

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Biomarcadores pronósticos

en pacientes con sepsis

Leonardo Lorente

UCI del H.U.Canarias (La Laguna, Tenerife)

2017-5-12

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Declaración de potenciales conflictos de interés

• Pfizer

• Lilly

• Astellas

• Brahms

• Janssen-Cilag

• Novartis

• MSD

• Tyco-Covidien-Medtronic

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Indice

* Biomarcadores de disfunción (creatinina, bilirrubina, plaquetas)

* Biomarcadores de hipoperfusión tisular (láctico)

* Biomarcadores de inflamación diagnósticos

– y posiblemente pronósticos (procalcitonina y PCR)

* Nuevos biomarcadores con posible modulación

– Mitocondria

– Apoptosis

– Oxidación

– Inflamación-Coagulación

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La sepsis es una importante causa de

muerte y coste económico

* En EEUU existen 150.000 muertes/año por sepsis grave

- Wenzel RP. NEJM 2002;347:966-7

* En EEUU la sepsis grave provoca tantas defunciones anuales como el IAM y un coste anual nacional de $16.7 billones de dólares.

– Angus DC et al. Crit Care Med 2001;29:1303-10.

* En diferentes países mortalidad del 27% - 47%

– Flaaten H. Crit Care 2004;8:180-4. (Norruega)

– Nin N et al. Med Intensiva 2005;29:212-8. (España)

– Brun-Buisson C et al. Intensive Care Med 2004;30:580-8. (Francia).

– Finfer S et al. Intensive Care Med 2004;30:589-96. (Australia)

– Padkin A et al. Crit Care Med 2003;31:2332-8. (Reino Unido)

– Silva E et al. Crit Care 2004;8:R251-R60. (Brasil)

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Valor pronóstico de lactato y SOFA

Marecaus G, et al. ICM 1996;22:404-8.

Bakker J, et al. Am J Surg 1996;17:221-6.

Shapiro NI, et al. Ann Emerg Med 2005;45:524-8.

Phua J, Shock 2008;29:328-33.

Vincent JL, et al. CCM 2006;34:344-53.

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Procalcitonina y P-C-R:

biomarcador pronóstico• Procalcitonina (sintetizada en hígado, riñones, celúlas

musculares, adipocitos en respuesta toxinas bacterianas e

inflamación)

– Liu D, et al. Plos One 2015;10:e0129450

(meta-análisis de 23 estudios con 3994 pacientes)

– Arora S, et al. Shock 2015;43:212-221

(meta-análisis de 25 estudios con 2353 pacientes)

• proteína C reactiva (sintetizada en hígado en respuesta a IL-6

por procesos infecciosos o inflamatorios)

– Kim MH. et al. Plos One 2015; 10: e0132109

(unicéntrico retrospectivo 670 pacientes)

– Ryu JA, et al. Plos One 2015; 10: e0138150

(unicéntrico retrospectivo 171 pacientes)

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Mitocondria

Lorente L, et al. Crit Care Med 2011;39:1289-94. COX ingreso

Lorente L, et al. Crit Care 2014;18:R136 COX en 1ªs

Lorente L, et al. JCC 2015;30(5):935-9. COX pacientes<controles

Lorente L, et al. Crit Care 2012;16(1):R10. JT en 96p

Lorente L, et al. PLoS One 2013;8:e73320. JT en 292p

Lorente L, et al. JCC 2016; 33:95-9. JT mas COX y menos muerte

Oxidación

Lorente L, et al. PLoS One 2013;8(1):e53741. MDA

Lorente L, et al. Crit Care 2013;17:R290. MDA en 1ªs

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;30(1):217.e7-12. TAC

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;30(4):860.e1-6. Melatonina

Apoptosis

Lorente L, et al. Plos One 2014;9(10):e109618. CK-18

Lorente L, et al. CCLM 2017 (aceptado). CK-18 semana

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;34:103-6. Caspasa-3

Inflamación- Coagulación

Lorente L, et al. Crit Care 2009;13(5):R158. TIMP-1

Lorente L, et al. Plos One 2014;9:e94318.TIMP-1 en1ªs

Lorente L, et al. Critical Care 2011;15(2):R97. sCD40L

Lorente L, et al. Thromb Res 2014;134:182-6. PAI-1 1ªs

Lorente L, et al. Plos One 2015;10:e0129565. 4G/5G PAI-1: peor 4G/4G

Lorente L, et al. JCC 2015; 30(5):924-8. SP

Lorente L, et al. PLoS One 2014;9(8):e105436. ADE

Lorente L, et al. Int J Mol Sci 2016;17(11). -174 G/C de IL-6: peor genotipo CC

Pro-adrenomodulina

Soluble triggering receptor expresses on myeloid cell-1 (sTREAM-1)

Soluble urokinase-type plasminogen activator receptor (suPAR)

Macrophage migration inhibitory factor (MIF)

Presepsin o soluble CD14

Angiopoietin-1 y 2/Tie-2 receptor system

Resumen

Disfunción orgánica (creat, BR, plaq)

Hipoperfusión tisular (láctico)

Inflamación (procalcitonina y PCR)

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MITOCONDRIA

CITOPLASMA

Función mitocondrial

* *

* *

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Mitocondria: niveles plaquetarios COX

– Antecedentes: mitocondria produce energía para funciones

celulares. COX mayor consumo de oxígeno

– Previo: 1 estudio 28 pacientes en biopsia músculo (NS)

Brealey D, et al. Lancet 2002;360:219-23

– Nosotros 96 pacientes: menor COX al ingreso mayor mortalidad

Lorente L, et al. Crit Care Med 2011;39:1289-94

– Posteriormente 198 pacientes: fallecidos menor COX durante la 1ª

semana

Lorente L, et al. Crit Care 2014;18:R136

– Posteriormente 198 pacientes (fallecidos y vivos) menor COX

durante la 1ª semana que los controles sanos

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;30(5):935-9

– Explicación: posiblemente peor función celular en todas células

– Futuro: COX, cafeína aumenta niveles COX

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Haplogrupo

ADNmt

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Mitocondria:

ADN mitocondrial

– Previo: 2 estudios sin función mitocondrial

Baudouin SV, et al. Lancet 2005;366:2118-21. (ingleses mejor H)

Yang Y, et al. Genet Med 2008;10:187-92. (chinos mejor R)

– Nosotros 96 pacientes: haplogrupo JT menor mortalidad y mas

COX al 4º y 8º día (NS al ingreso)

Lorente L, et al. Crit Care 2012;16(1):R10

– Posteriormente 292 pacientes: haplogrupo JT menor mortalidad

Lorente L, et al. PLoS One 2013;8:e73320

– Posteriormente 198 pacientes: haplogrupo JT menor mortalidad y

mas COX al ingreso

Lorente L, et al. JCC 2016;33:95-99

– Explicación: posiblemente mejor función celular en todas células

– Futuro: determinar haplogrupos para optimizar recursos

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Oxidación celularSEIMC 2017

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Oxidación:niveles séricos malondialdehido (MDA)

– Antecedentes: MDA marcador de peroxidación lipídica

– Previo: 1 estudio con 12 pacientes mayor MDA al ingreso mayor mortalidad, pero sin RLM

Ogilvie AC, et al. ICM 1991;817:40-4e

– Nosotros 228 pacientes: mayor MDA al ingreso mayor mortalidad en RLM

Lorente L, et al. PLoS One 2013;8(1):e53741

– Posteriormente 328 pacientes: fallecidos mayor MDA durante la 1ª semana

Lorente L, et al. Crit Care 2013;17:R290.

– Explicación: mayor MDA mayor peroxidación lipídica

– Futuro: antioxidantes para disminuir peroxidación lipídica

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Oxidación:niveles séricos TAC

– Antecedentes: TAC es marcador de antioxidación

– Previo: 1 estudio con 73 pacientes mayor TAC al

ingreso mayor mortalidad, pero sin RLM

Chuang CC, et al. Crit Care 2006;10:R36

– Nosotros 213 pacientes: mayor TAC al ingreso mayor

mortalidad en RLM. Correlación entre TAC y MDA (rho=

0.16; P=0.02)

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;30(1):217.e7-12

– Explicación: fallecidos mayor TAC para intentar

compensar estrés oxidativo

– Futuro: antioxidantes para disminuir peroxidación

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Oxidación:

niveles séricos melatonina

• Antecedentes: La melatonina es sintetizada por la glándula pineal, y en otros órganos (retina, tracto gastrointestinal, timo, médula ósea, los linfocitos). Participa en la regulación del sueño, y además presenta un efecto antiinflamatorio, antioxidante, antiapoptótico y preservador de la función mitocondrial.

• Previo: 1 estudio con 20 pacientes mayores niveles al ingreso mayor mortalidad, pero sin RLM

Bagci S, et al. Pediatric Crit Care Med 2012;13:e120-3• Nosotros: 201 pacientes mayor melatonina mayor

mortalidad

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;30(4):860.e1-6. • Explicación: mayor melatonina para intentar compensar

estrés oxidativo

• Futuro: administrar melatonina

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Apoptosis celularSEIMC 2017

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Apoptosis:niveles séricos CK-18

– Antecedentes: CK-18 es proteína del citoesqueleto intracelular de la

mayoría de las células epiteliales. Durante la apoptosis se fragmenta

y se libera al compartimiento extracelular y posteriormente a la

sangre

– Previo: 1 estudio con 101 pacientes mayor CK-18 al ingreso mayor

mortalidad, pero sin RLM

Hofer S, et al. Crit Care 2009;13:R93

– Nosotros 224 pacientes: mayor CK-18 al ingreso mayor mortalidad

en RLM.

Lorente L, et al. Plos One 2014;9(10):e109618

– Posteriormente 321 pacientes: fallecidos mayor CK-18 durante la 1ª

semana

Lorente L, et al. CCLM 2017 (ahead of print).

– Explicación: fallecidos mayor apoptosis celular

– Futuro: antiapoptóticos

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Apoptosis:

niveles séricos caspasa-3

• Antecedentes: Las vías intrínseca y extrínsica de la apoptosis producen la muerte celular mediante la activación de la caspasa-3.

• Previo: 1 estudio con 220 pacientes mayores niveles al ingreso mayor mortalidad, pero sin RLM

Nguyen HB, et al. J Inflamm (Lond) 2010;7:6• Nosotros 216 pacientes: caspasa-3 al ingreso mayor

mortalidad en RLM.

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;34:103-6.

• Explicación: fallecidos mayor efector apoptosis celular

• Futuro: antiapoptóticos

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Inflamación - CoagulaciónSEIMC 2017

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Inflamación-Coagulación: niveles séricos TIMP-1

- MMP endoproteasas que controlan el recambio del tejido

conectivo

- son producidas por celulas inflamatorias y no (keratinocitos,

fibroblastos, osteoclastos, condrocitos, celulas endoteliales)

- MMP se clasifican según sustrato que protelizan en: colagenasas

(MMP-1, 8 y 13), gelatinasas (MMP-2 y 9), estromelisinas (MMP-3,

10 y 11), elastasas (MMP-7 y 12) y de tipo-membrana (MMP-14, 15,

16 y 17).

- Intervienen fisiológicamente en implantación del blastocito, el

crecimiento, el ciclo menstrual, remodelación ósea.

- Pero un exceso en la actividad de MMP se ha asociado con

enfermedades que presentan un excesivo recambio de la MEC

(arteriosclerosis, artritis, endometriosis y la invasión tumoral).

- También contribuyen en la respuesta inmune.

--- Intervienen en la proteolisis de la membrana basal de los vasos

sanguíneos para que se produzca el reclutamiento de leucocitos

en el sitio de la infección para destruir al patógeno

--- Además, MMP liberan TNF-α e IL-1.

--- Además, MMP un papel en coagulación y fibrinolisis.(Brinckerhoff CE, et al. Nat Rev Mol Cell Biol 2002, 3:207-214.)

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Inflamación-Coagulación: niveles séricos TIMP-1

– Antecedentes: MMP proteinasas de la MEC.

Propiedades proinflamatorias y procoagulantes.

– Previo: 1 estudio con 40 pacientes mayor TIMP-1/MMP-

9 al ingreso mayor mortalidad, pero sin RLM

Hoffmann U, et al. Scand J Infec 2006;38:867-72

– Nosotros 193 pacientes: mayor TIMP-1/MMP-9 al

ingreso mayor mortalidad en RLM

Lorente L, et al. Crit Care 2009;13:R158.

– Posteriormente 295 pacientes: fallecidos mayor TIMP-

1/MMP-9 durante la 1ª semana

Lorente L, et al. Plos One 2014;9:e94318.

– Explicación: asociación niveles TIMP-1 y PAI-1, más

procoagulante y disfunción orgánica

– Futuro: doxiciclina y TC-modificadas reducen TIMP-1

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Inflamación-Coagulación:niveles séricos sCD40L

- CD40 es un receptor de la tumor necrosis factor receptor superfamily

(TNFRSF) y CD40L es un ligando de la tumor necrosis factor superfamily

(TNFSF)

- Son proteinas expresadas por plaquetas, LB, LT, monocitos

- CD40L se libera a la sangre como soluble CD40L (sCD40L)

- efectos proinflamatorios y protrombóticos:

-- induce expresión of interleukin IL-1, IL-6, IL-12, TNF-alfa

Noelle RJ, et al. Proc Natl Acad Sci USA 1992;9:6550–4.

Mach F, et al. Proc Natl Acad Sci USA 1997;94:1931–6.

-- induce expresión tissue factor que activa via extrínseca activando

F.VII

Zhou L, et al. Thromb. Haemost 1998;79:1025–8.

Hezi-Yamit A, et al. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102: 12077–82.

Miller DL, et al. J Leukoc Biol 1998;63:373–9.

Slupsky JR, et al. Thromb Haemost 1998;80:1008–14.

-- disminuye expresión de trombomodulina (inhibidor acción trombina)

Miller DL, et al. J Leukoc Biol 1998;63:373–9.

Slupsky JR, et al. Thromb Haemost 1998;80:1008–14.

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Inflamación-Coagulación:niveles séricos sCD40L

– Antecedentes: sCD40L es un miembro de la familia

FNT expresado por las plaquetas. Tiene propiedades

proinflamatorias y procoagulantes.

– Previo: 1 estudio 35 pacientes, pero sin RLM

Nolan A, et al. Am J Respir Crit Care Med 2008;177:301-8

– Nosotros: 186 pacientes mayor sCD40L mayor

mortalidad

Lorente L, et al. Critical Care 2011;15:R97

– Explicación: ▲niveles factor tisular,

▼trombomodulina

– Futuro: estatinas disminuyen niveles sCD40L

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Inflamación-Coagulación:niveles plasmáticos PAI-1

– Antecedentes: PAI-1 inhibe fibrinolisis y favorece trombos

– Previos: varios estudios al ingreso se asocia a mortalidad;

Hermans PW, et al. Lancet 1999;354:556-60.

García-Segarra G, et al. Intensive Care Med 2007;33:1354-62.

Madoiwa S, et al. Int J Hematol 2006;84:398-405.

Kinasewitz GT, et al. Crit Care 2004;8:R82-90.

Kornelisse RF, et al. J Infect Dis 1996;173:1148-56.

Brandtzaeg P, et al. Thromb Res 1990;57:271-8.

Pralong G, et al. Thromb Haemost 1989;61:459-62.

Shapiro NI, et al. Crit Care 2010;14:R182.

– Nosotros: 260 pacientes fallecidos mayor PAI-1 durante la 1ª semana

Lorente L, et al. Thromb Res 2014;134:182-186.

– Explicación: mayor trombosis vascular y disfunción orgánica

– Futuro: inhibidores PAI-1

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Inflamación-Coagulación:Polimorfismo 4G/5G del PAI-1

- Previos:

· meta-analisis 9 estudios genotipo 4G/4G mayor muerte

Li L, et al. PLoS One 2013;8:e54883

· en solo 2 estudios 4G/4G mayores niveles y muerte

- 175 niños con enf meningococica

Hermans PW, et al. Lancet 1999;354:556–560

- 88 adultos con shock séptico

García-Segarra G, et al. ICM 2007; 33:1354–1362

- Nosotros: 260 pacientes adultos (mayor serie)

genotipo 4G/4G mayores niveles PAI-1 y muerte

Lorente L, et al. Plos One 2015;10:e0129565

- Explicación: mas trombosis vascular y disfunción orgánica

- Futuro: determinar polimorfismo e inhibidores PAI-1

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Inflamación-Coagulación:Polimorfismo -174 G/C (rs1800795) de IL-6

- Previos:

meta-analisis 9 estudios sepsis genotipo CC no mayor muerte

niveles IL-6 solo se reportaron en pequeños estudios

en ningun estudio asociación genotipo, niveles y muerte

Gao JW, et al. PLoS One 2015;10:e0118843

- Nosotros: 263 pacientes adultos (mayor serie)

genotipo CC menores niveles IL-6 y menos muerte

Lorente L, et al. Int J Mol Sci 2016;17(11)

- Explicación: menos respuesta inflamatoria y disfunción orgánica

- Futuro: determinar polimorfismo

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Inflamación-Coagulación:niveles substancia P

– Antecedentes: SP actúa en la neuroinflamación.

Su papel en la sepsis no está claro (inflamación y aclaramiento

microorganismos).

– Previos:

· menos SP en 42 septicos que controles

Arnalich F, et al. Life Sci 1995;56:75-81

· más SP en 61 septicos que controles

Beer S, et al. Crit Care Med 2002;30:1794-8

– Nosotros: 238 pacientes fallecidos menos SP que vivos

Lorente L, et al. JCC 2015;30(5):924-8

– Explicación: vivos mas SP y mas aclaramiento germenes (animales)

Lighvani S, et al. Eur J Immunol 2005;35:1567-1575.

Verdrengh M, et al. Scand J Immunol 2008;67:253-259.

Yang S, et al. Crit Care Med 2014;42:2092-2100.

– Futuro: medir SP

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Inflamación-Coagulación:amplitud distribución eritrocitos>15.5%

– Antecedentes: ADE variacion en tamaño y forma.

– Previos: más ADE al ingreso en fallecidos septicos

Braun E, et al. Crit Care 2011;15:R194

Lee JH, et al. Am J Emerg Med 2013;31:72–79

Ku NS, et al. Shock 2012;38:123–127

Jo YH, et al. Am J Emerg Med 2013; 31:545–548

– Nosotros: 293 pacientes fallecidos mas ADE en 1ª semana

y correlación con MDA y FNT-alfa

Lorente L, et al. PLoS One 2014;9(8):e105436

– Explicación: pacientes con mas ADE tienen mas

inflamación y oxidación

– Futuro: medir ADE

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Mild-regional Pro-adrenomodulina

– Antecedentes: precursor adrenomodulina

185 aminoácidos pre-pro-ADM, 164 pro-ADM, 52 ADM

Fracción media de pro-ADM

Péptido sintetizado por células endoteliales, fibroblastos,

macrófagos. Tiene efectos vasodilatadores.

– Asociado con mortalidad

Liu D, et al. BMCID 2016;16:232 (meta-análisis 8 estudios

con 4119 pacientes con NAC)

SEIMC 2017

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Soluble triggering receptor expresses on myeloid cell-1

(sTREAM-1)– Antecedentes: expresado en células mieloides y facilita la

respuesta de monocitos, macrófagos y neutrófilos

– Asociado con mortalidad:

Li Z, et al. Am J Med Ssi 2016;6:555-62. (84 pacientes sepsis grave)

Su L, et al. Inflammation 2012;6:1833-43. (80 pacientes sepsis grave)

SEIMC 2017

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Soluble urokinase-type plasminogen activator receptor (suPAR)

– Antecedentes: expresado en neutrófilos, linfocitos,

monocitos

Facilita la migración y adhesión de células inflmatorias

desde torrente sanguíneo hacia los tejidos en la infección

– Asociado con mortalidad:

Giamarellos EJ, et al. Crit Care 2012;16:R149. (1914 pacientes sepsis)

Koch A, et al. Crit Care 2011;15:R63. (76 pacientes sepsis grave)

Savva A, et al. J Infect 2011;63:344-50. (180 pacientes sepsis)

SEIMC 2017

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Macrophage migration inhibitory factor (MIF)

– Antecedentes: expresado en monocitos, macrófagos,

linfocitods

Facilita la migración y adhesión de células inflmatorias

desde torrente sanguíneo hacia los tejidos en la infección

– Asociado con mortalidad:

Gando S, et al. Inflammation 2007;30:118-24. (48 pacientes sepsis)

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Presepsin o soluble CD14

– Antecedentes: expresado en macrofagos, monocitos

Inicia cascada inflamatoria activando Toll-like receptor-4

(TLR4) al entrar en contacto con lipopolisacáridos

(LPS)bacterianos y las LPS-binding proteins (LBP)

– Asociado con mortalidad:

Behnes M, et al. Crit Care 2014;18:507. (116 pacientes sepsis)

Masson S, et al. Crit Care 2014;18:R6. (100 pacientes sepsis)

Liu B A, et al. Crit Care 2013;17:R244. (859 pacientes sepsis)

SEIMC 2017

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Angiopoietin/Tie-2 system:Angiopoietin-1 y 2

– Antecedentes:

El receptor Tie-2 es expresado en el endotelio y tiene la función de

estabilizar el endotelio, y es antiinflamatorio.

Angiopoietin 1 y 2 son proteinas con efectos contrarios que actúan

como ligandos del receptor Tie-2.

Ang-1 estimua la acción del receptor Tie-2, y por lo tanto estabiliza el

endotelio, y tiene efecto antiinflamatorio

Ang-2 desestabiliza endotelio e induce inflamación porque bloquea la

acción del receptor Tie-2.

– Asociado con mortalidad: bajo Ang-1 y alto Ang-2

Ricciuto DR, et al. CCM 2011;39:702-10. (70 pacientes sepsis grave)

Sascha D, et al. CCM 2012;40:3034-41. (270 pacientes sepsis)

– Tratamientos ratones sépticos reduce mortalidad:

David S, et al. Cytokine 2011;55:251-9. (administrar Ago-1

recombinante)

Kumpers P, et al. Crit Care 2011;15:R261. (administrar agonistas Tie-2)

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Mitocondria

Lorente L, et al. Crit Care Med 2011;39:1289-94. COX ingreso

Lorente L, et al. Crit Care 2014;18:R136 COX en 1ªs

Lorente L, et al. JCC 2015;30(5):935-9. COX pacientes<controles

Lorente L, et al. Crit Care 2012;16(1):R10. JT en 96p

Lorente L, et al. PLoS One 2013;8:e73320. JT en 292p

Lorente L, et al. JCC 2016; 33:95-9. JT mas COX y menos muerte

Oxidación

Lorente L, et al. PLoS One 2013;8(1):e53741. MDA

Lorente L, et al. Crit Care 2013;17:R290. MDA en 1ªs

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;30(1):217.e7-12. TAC

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;30(4):860.e1-6. Melatonina

Apoptosis

Lorente L, et al. Plos One 2014;9(10):e109618. CK-18

Lorente L, et al. CCLM 2017 (aceptado). CK-18 semana

Lorente L, et al. J Crit Care 2015;34:103-6. Caspasa-3

Inflamación- Coagulación

Lorente L, et al. Crit Care 2009;13(5):R158. TIMP-1

Lorente L, et al. Plos One 2014;9:e94318.TIMP-1 en1ªs

Lorente L, et al. Critical Care 2011;15(2):R97. sCD40L

Lorente L, et al. Thromb Res 2014;134:182-6. PAI-1 1ªs

Lorente L, et al. Plos One 2015;10:e0129565. 4G/5G PAI-1: peor 4G/4G

Lorente L, et al. JCC 2015; 30(5):924-8. SP

Lorente L, et al. PLoS One 2014;9(8):e105436. ADE

Lorente L, et al. Int J Mol Sci 2016;17(11). -174 G/C de IL-6: peor genotipo CC

Pro-adrenomodulina

Soluble triggering receptor expresses on myeloid cell-1 (sTREAM-1)

Soluble urokinase-type plasminogen activator receptor (suPAR)

Macrophage migration inhibitory factor (MIF)

Presepsin o soluble CD14

Angiopoietin-1 y 2/Tie-2 receptor system

Resumen

Disfunción orgánica (creat, BR, plaq)

Hipoperfusión tisular (láctico)

Inflamación (procalcitonina y PCR)

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