Inhibitory effects and mechanisms of high molecular-weight phlorotannins from Sargassum thunbergii on ADP-induced platelet aggregation

We evaluated the effects of high molecular-weight phlorotannins from Sargassum thunbergii (STP) on ADP-induced platelet aggregation and arachidonic acid (AA) metabolism in New Zealand white rabbits and Wistar rats. The inhibition of STP on platelet aggregation was investigated using a turbidimetric method, and the levels of the terminal products of AA metabolism were measured using the corresponding kits for maleic dialdehyde (MDA), thromboxane B-2 (TXB2) and 6-keto-prostaglandin F-1 alpha (6-keto-PGF(1 alpha)) by colorimetry and radioimmunoassay, as appropriate. We found that STP could inhibit ADP-induced platelet aggregation, and the inhibitory ratio was 91.50% at the STP concentration of 4.0 mg/mL. Furthermore, STP markedly affected AA metabolism by decreasing the synthesis of MDA (P < 0.01) and increasing the synthesis of 6-keto-PGF(1 alpha), thus changing the plasma TXB2/6-keto-PGF(1 alpha) balance when the platelets were activated (P < 0.01). Therefore, STP altered AA metabolism and these findings

Breast milk levels of zinc and omega-6 polyunsaturated fatty acids and growth of healthy Chinese infants

AIM: To examine the concentrations of zinc and omega-6 polyunsaturated fatty acids (omega-6 PUFAs) in breast milk, the impact of zinc on omega-6 PUFA metabolism, and the growth rate of infants. METHODS: Forty-one mother-term infant pairs from a rural area of northern Beijing, China, who were 1 month (n = 18, group I) and 3 months (n = 23, group II) old and exclusively breastfed, were studied. The dietary records and the concentrations of zinc and omega-6 PUFAs in the milk of lactating women and the increase in weight and length of their infants during 1 and 3 postnatal months were analysed. RESULTS: The dietary intakes of mothers in the two groups were the same, i.e. high in carbohydrate and low in fat, protein and energy. The maternal zinc intake was 7.5mg/d and thus reached only 34.6% of the current Recommended Nutrient Intake (RNI). The levels of zinc and arachidonic acid (AA, C20:4 omega-6) in the milk of group I were significantly higher than those in group II. Furthermore, significant positive correlations were found between the concentrations of zinc and AA in the breast milk and between the level of milk AA and weight gain. CONCLUSION: Zinc may be a co-factor and essential for essential fatty acids (EFA) metabolism. Thus suboptimal zinc intake may cause EFA imbalance. Further studies of Chinese rural mother-infant pairs are necessary to determine whether zinc supplementation should be recommended when lactation exceeds 3 months.

Acute and chronic effects of dietary fatty acids on cholecystokinin expression, storage and secretion in enteroendocrine STC-1 cells

Cholecystokinin (CCK) is a peptide hormone secreted from the I-cells of the intestine and it has important physiological actions related to appetite regulation and satiety. In this study we used STC-1 cells to investigate the effects of common dietary-derived fatty acids (FAs) on I-cell secretory function and metabolism. We extend earlier studies by measuring the acute and chronic effects of 11 FAs on CCK secretion, cellular CCK content, CCK mRNA levels, cellular DNA synthesis, cellular viability and cytotoxicity. FAs were selected in order to assess the importance of chain length, degree of saturation, and double bond position and conformation. The results demonstrate that secretory responses elicited by dietary FAs are highly selective. For example, altering the conformation of a double bond from cis to trans (i.e. oleic acid versus elaidic acid) completely abolishes CCK secretion. Lauric acid appears to adversely affect I-cell metabolism and arachidonic acid suppresses DNA synthesis. Our studies reveal for the first time that conjugated linoleic acid isoforms are particularly potent CCK secretagogues, which also boost intracellular stores of CCK. These actions of conjugated linoleic acid may explain satiating actions observed in dietary intervention studies.

The advanced glycation end product, Nepsilon-(carboxymethyl)lysine, is a product of both lipid peroxidation and glycoxidation reactions

Nepsilon-(Carboxymethyl)lysine (CML) is an advanced glycation end product formed on protein by combined nonenzymatic glycation and oxidation (glycoxidation) reactions. We now report that CML is also formed during metal-catalyzed oxidation of polyunsaturated fatty acids in the presence of protein. During copper-catalyzed oxidation in vitro, the CML content of low density lipoprotein increased in concert with conjugated dienes but was independent of the presence of the Amadori compound, fructoselysine, on the protein. CML was also formed in a time-dependent manner in RNase incubated under aerobic conditions in phosphate buffer containing arachidonate or linoleate; only trace amounts of CML were formed from oleate. After 6 days of incubation the yield of CML in RNase from arachidonate was approximately 0.7 mmol/mol lysine compared with only 0.03 mmol/mol lysine for protein incubated under the same conditions with glucose. Glyoxal, a known precursor of CML, was also formed during incubation of RNase with arachidonate. These results suggest that lipid peroxidation, as well as glycoxidation, may be an important source of CML in tissue proteins in vivo and that CML may be a general marker of oxidative stress and long term damage to protein in aging, atherosclerosis, and diabetes.

Cytosolic phospholipase A2 gene expression in rat mesangial cells is regulated post-transcriptionally

Cytosolic phospholipase A2 (cPLA2) is thought to be the rate-limiting enzyme in the arachidonic acid/eicosanoid cascade. The ability of various agonists to increase steady-state cPLA2 mRNA levels has previously been reported. The current study delineates the contributions of transcriptional and post-transcriptional processes to the regulation of cPLA2 gene expression in response to a variety of agonists in cultured rat glomerular mesangial cells. Epidermal growth factor, platelet-derived growth factor, serum and phorbol myristate acetate all increase the half-life of cPLA2 mRNA transcripts, indicating a role for post-transcriptional modulation of gene expression. The presence of three ATTTA motifs in the 3' untranslated region (3'UTR) of the rat cPLA2 cDNA is ascertained. Heterologous expression of chimeric constructs with different 3'UTRs ligated into the 3' end of the luciferase coding region reveals that the presence of the cPLA2 3'UTR results in reduced luciferase activity compared with constructs without the cPLA2 3'UTR. Furthermore, the luciferase activity in the constructs with the cPLA2 3'UTR is increased in response to the same agonists which stabilize endogenous cPLA2 mRNA. A negligible effect of these agonists on transcriptional control of cPLA2 is evident using promoter-reporter constructs expressed in transient and stable transfectants. Taken together, these results indicate predominant post-transcriptional regulation of cPLA2 mRNA levels.

Isolation of promoter for cytosolic phospholipase A2 (cPLA2)

Cytosolic phospholipase A2 (cPLA2) releases arachidonic acid from membrane phospholipids and is believed to be the rate-limiting enzyme in the arachidonic acid pathway. We report herein the isolation of a 3 kb fragment of rodent genomic DNA containing part of the first intron, the first exon and 5'-flanking sequence. The start site of transcription was mapped by 5'-rapid amplification of cDNA ends and corroborated by ribonuclease protection assay. The gene has a TATAless promoter with no classical Sp1 binding sites or initiator element. A microsatellite series of CA repeats was noted in the 5'-flanking region of both the rodent and human promoters. Deletion constructs have been analysed for luciferase activity and confirmed promoter activity.

Mode of action of a Drosophila FMRFamide in inducing muscle contraction

Drosophila melanogaster is a model system for examining the mechanisms of action of neuropeptides. DPKQDFMRFamide was previously shown to induce contractions in Drosophila body wall muscle fibres in a Ca(2+)-dependent manner. The present study examined the possible involvement of a G-protein-coupled receptor and second messengers in mediating this myotropic effect after removal of the central nervous system. DPKQDFMRFamide-induced contractions were reduced by 70% and 90%, respectively, in larvae with reduced expression of the Drosophila Fmrf receptor (FR) either ubiquitously or specifically in muscle tissue, compared with the response in control larvae in which expression was not manipulated. No such effect occurred in larvae with reduced expression of this gene only in neurons. The myogenic effects of DPKQDFMRFamide do not appear to be mediated through either of the two Drosophila myosuppressin receptors (DmsR-1 and DmsR-2). DPKQDFMRFamide-induced contractions were not reduced in Ala1 transgenic flies lacking activity of calcium/calmodulin-dependent protein kinase (CamKII), and were not affected by the CaMKII inhibitor KN-93. Peptide-induced contractions in the mutants of the phospholipase C-β (PLCβ) gene (norpA larvae) and in IP3 receptor mutants were similar to contractions elicited in control larvae. The peptide failed to increase cAMP and cGMP levels in Drosophila body wall muscles. Peptide-induced contractions were not potentiated by 3-isobutyl-1-methylxanthine, a phosphodiesterase inhibitor, and were not antagonized by inhibitors of cAMP-dependent or cGMP-dependent protein kinases. Additionally, exogenous application of arachidonic acid failed to induce myogenic contractions. Thus, DPKQDFMRFamide induces contractions via a G-protein coupled FMRFamide receptor in muscle cells but does not appear to act via cAMP, cGMP, IP3, PLC, CaMKII or arachidonic acid.

Évaluation de l’utilité des technologies destinées à l’évaluation de la résistance physiologique aux antiplaquettaires en laboratoire.

Introduction : L’effet biologique variable de l’aspirine a été attribué à un état de résistance pharmacologique. L’incidence de cette « résistance » varie selon la population ou la technologie étudiée. Méthodes : Nous avons déterminé la performance de 5 techniques évaluant l’effet de l’aspirine chez des sujets sains, non fumeurs et ne prenant aucune médication pouvant interférer avec la fonction plaquettaire. Des spécimens de sang et d’urine ont été obtenus avant et après 8-10 jours de prise de 80 mg d’aspirine. Résultats: Chez 45 sujets de 19-59 ans, la sensibilité (SE), la spécificité (SP), et la valeur optimale de coupure (CO) pour détecter l’effet de l’aspirine sont : agrégométrie par transmission optique induite avec 1,6 mM d’acide arachidonique (ATO-AA) - SE 100%, SP 95,9%, CO 20%; ATO-ADP 10 μM - SE 84,4%, SP 77,7%, CO 70%; VerifyNow® Aspirin - SE 100%, SP 95,6%, CO 550 ARU; agrégation en tube - SE 82,2%, SP 86,7%, CO 55%; TEG® - SE 82,9%, SP 75,8%, CO 90%; et le dosage de 11-dehydrothromboxane B2 urinaire - SE 62,2%, SP 82,2%, CO 60 pg/ml. Conclusions: La résistance à l’aspirine chez les sujets sains définie par ATO-AA et VerifyNow® Aspirin est rare. Puisque les autres techniques étudiées discriminent de façon sous optimale l’effet de l’aspirine, leur utilité dans la définition de la résistance pharmacologique à l’aspirine semble marginale. Ces résultats suggèrent qu’une proportion de la variabilité de l’incidence rapportée de “résistance à l’aspirine” est artefactuelle et reliée aux limitations technologiques de certaines analyses.

Régulation de la fonction plaquettaire par un aptamère dirigé contre le domaine A1 du facteur Von-Willebrand

Drs Dandachli and Arzamendi contributed equally to this work.

Le récepteur CD36 : implication dans le développement de l'athérosclérose et dans le recrutement des leucocytes aux sites inflammatoires

Le CD36 est un récepteur éboueur de classe B exprimé par plusieurs types cellulaires dont les macrophages et les cellules endothéliales de la microvasculature. Le CD36 présente une haute affinité de liaison pour les ligands lipidiques tels que les lipoprotéines oxydées de basse densité (LDLox). De part sa capacité à internaliser les LDLox au niveau des macrophages et de son implication dans la formation des cellules spumeuses, le CD36 joue un rôle critique dans le développement des lésions athérosclérotiques. Nous avons testé l'hypothèse selon laquelle le EP 80317, un ligand synthétique sélectif du CD36, exerce des effets anti-athérosclérotiques chez les souris déficientes en apolipoprotéine E. Un traitement prolongé (12 semaines) avec le EP 80317 réduit fortement (de 51%) la surface des lésions athérosclérotiques par comparaison aux souris témoins. L'effet anti-athérosclérotique est associé à une diminution des taux de cholestérol plasmatique, à une réduction de l’internalisation des LDLox au niveau des macrophages et à une augmentation de l’expression des protéines impliquées dans le transport inverse du cholestérol. De plus, un traitement par le EP 80317 est également associé une diminution de l’expression aortique et plasmatique de protéines pro-inflammatoires. Nos études ont aussi montré un rôle pour le CD36 dans le recrutement des phagocytes mononucléés au niveau des lésions athérosclérotiques, tel que démontré par une réduction de l’accumulation des phagocytes mononucléés radiomarqués CD36–/– par rapport aux cellules CD36+/+. À l’échelle moléculaire, nous avons montré que les phospholipides oxydés induisent la phosphorylation de la kinase Pyk2 des podosomes des monocytes/macrophages de manière dépendante de l’expression du CD36 et de Src. Cette phosphorylation est atténuée par un traitement par le EP80317. Nos résultats appuient le rôle important du CD36 dans l’athérosclérose et suggèrent que les ligands synthétiques qui modulent la fonction du CD36 représentent potentiellement une nouvelle classe d'agents anti-athérosclérotiques. Le CD36 exprimé par les cellules endothéliales de la microvasculature est un récepteur de l’hétérodimère protéique S100A8/A9. Ces protéines s’associent à l’acide arachidonique intracellulaire (AA) des neutrophiles polymorphonucléaires (PMN) et le complexe S100A8/A9/AA peut être sécrété par les PMN activés au contact de l’endothélium. Nous avons vérifié l’hypothèse selon laquelle le CD36 exprimé par la microvasculature est impliqué dans le métabolisme transcellulaire de l’AA par la liaison du complexe S100A8/A9/AA et la réponse inflammatoire. Chez deux modèles murins d'inflammation aiguë (ischémie/reperfusion des membres inférieurs et poche d’air dorsale), nous avons observé que la réponse inflammatoire, notamment l’accumulation des PMN au niveau des sites inflammatoires, est diminuée en moyenne de 63% chez les souris CD36-/-. De même, un traitement par le EP 80317 ou par les anticorps anti-S100A8/A9 diminue chacun de 60% en moyenne l’extravasation des PMN vers les tissus inflammatoires. L’administration simultanée des deux traitements n’a aucun effet supplémentaire, et ces traitements n’exercent aucun effet chez les souris CD36-/-. Nos résultats appuient le rôle du récepteur CD36 de la microvasculature dans la régulation de la réponse inflammatoire. L’utilisation des ligands synthétiques du CD36 pourrait représenter une nouvelle avenue thérapeutique dans le traitement des réponses inflammatoires aiguës.

Les prostanoïdes contrôlent la circulation placentaire : implication dans la prééclampsie

Au cours de la grossesse, une perfusion placentaire adéquate est indispensable au bon développement du fœtus. Dans certaines maladies comme la prééclampsie, celle-ci est altérée, compromettant ainsi la vie du fœtus, mais aussi celle de sa mère. Le retrait du placenta mène à la disparition des symptômes de la prééclampsie, suggérant un rôle central de ce dernier dans la maladie. Le placenta étant dépourvu d’innervation autonome, le tonus vasculaire placentaire doit être sous le contrôle de facteurs humoraux et tissulaires. Les vaisseaux placentaires sont très réactifs aux prostanoïdes. Le rapport thromboxane A2 (TXA2)/prostacycline (PGI2) est fortement augmenté dans les placentas de grossesses avec prééclampsie. De plus, le taux d’isoprostane, marqueur du stress oxydatif, est accru dans les placentas de femmes avec prééclampsie. Finalement, la prééclampsie s’accompagne d’un stress oxydatif placentaire marqué. Les espèces réactives de l’oxygène sont connues d’une part, pour oxyder l’acide arachidonique (AA), formant ainsi des isoprostanes et d’autre part, pour augmenter la production de TXA2 dans différents tissus, suite à l’activation des cyclooxygénases (COXs). Nous proposons que : 1. les prostanoïdes sont parmi les molécules endogènes qui contrôlent le tonus vasculaire placentaire. 2. la maladie modifie la réponse aux isoprostanes dans les vaisseaux placentaires. 3. l’induction d’un stress oxydatif placentaire entraîne une réponse vasoactive par activation de la voie du métabolisme de l’AA. Nous avons tout d’abord montré, dans des placentas obtenus de grossesses normotensives, que l’U-46619, un mimétique de la TXA2, de même que l’isoprostane, 8-iso-prostaglandine E2 (8-isoPGE2), ont augmenté fortement la pression de perfusion dans les cotylédons perfusés in vitro et la tension dans les anneaux d’artères chorioniques suspendus dans des bains à organe isolé. En revanche, dans les artères chorioniques de placentas obtenus de grossesses avec prééclampsie, ces réponses étaient modifiées puisque la réponse maximale à l’U-46619 était augmentée et celle à la 8-isoPGE2 diminuée. D’autre part, nous avons montré que les réponses maximales aux deux prostanoïdes étaient augmentées dans les vaisseaux placentaires de grossesse normale ou avec prééclampsie issus d’une délivrance prématurée par rapport à ceux d’une délivrance à terme. Ceci suggère une évolution de la réactivité des artères placentaires au cours du 3e trimestre de grossesse. En outre, les vaisseaux placentaires ont répondu aux prostanoïdes de façon semblable qu’ils aient été issus d’un accouchement vaginal ou d’une césarienne élective. Ceci indique que les prostanoïdes placentaires n’interviennent pas dans le processus de délivrance. D’un autre côté, l’utilisation de bloqueurs spécifiques des récepteurs TP à la TXA2, le SQ29,548 et l’ICI192,605, et des récepteurs EP à la prostaglandine E2, l’AH6809, nous ont permis de mettre en évidence le fait que l’U-46619 et la 8-isoPGE2 pouvaient agir de façon non-sélective sur l’un ou l’autre des récepteurs. Ces résultats supportent donc nos 2 premières hypothèses : les prostanoïdes font partie des molécules endogènes qui peuvent contrôler le tonus vasculaire placentaire et la prééclampsie modifie la réponse aux isoprostanes dans les artères chorioniques d’une manière compatible avec l’augmentation de la production de ces substances qui elle, est probablement le résultat du stress oxydatif. En revanche, en ce qui concerne les substances capables de jouer la contrepartie vasodilatatrice, l’utilisation d’un inhibiteur des synthases de monoxyde d’azote, le L-NAME, et celle d’inhibiteurs des COXs, l’ibuprofène, l’indométacine et le N-2PIA, ne nous a pas permis de mettre en évidence un quelconque rôle du monoxyde d’azote ou des prostanoïdes vasodilatatrices à ce niveau. Finalement, nous avons montré que l’induction d’un stress oxydatif dans les cotylédons perfusés in vitro et les artères chorioniques entraînait une vasoconstriction marquée. Celle-ci semble résulter de l’action des prostanoïdes puisqu’un blocage des récepteurs TP ou des COXs diminuait significativement la réponse maximale au peroxyde d’hydrogène. Les prostanoïdes impliquées dans la réponse au stress oxydatif proviendraient essentiellement d’une activation des COXs puisque l’étude ne nous permet pas de conclure à une quelconque implication des isoprostanes dans cette réponse. Ces observations confirment donc notre hypothèse que, dans le placenta, le stress oxydatif possède des propriétés vasoactives par activation du métabolisme de l’AA. En résumé, les résultats obtenus dans les placentas de grossesses normotensives et avec prééclampsie suggèrent que les prostanoïdes sont des molécules d’importance dans la régulation du tonus vasculaire placentaire. Le fait que la prééclampsie modifie la réponse aux prostanoïdes pourrait expliquer pourquoi la perfusion placentaire est altérée chez ces patientes. En outre, il apparaît évident qu’il existe un lien étroit entre le stress oxydatif et la voie de synthèse des prostanoïdes placentaires. Cependant d’autres études sont nécessaires pour mieux comprendre la nature de ce lien, qui pourrait, d’une certaine façon, jouer un rôle important dans le développement de la prééclampsie.

Low molecular weight heparin significantly reduces embolisation after carotid endarterectomy - a randomised controller trial

Objectives The administration of unfractionated heparin (UFH) prior to carotid clamping during carotid endarterectomy (CEA) transiently increases the platelet aggregation response to arachidonic acid (AA) despite the use of aspirin. We hypothesized that this phenomenon might be reduced by using low molecular weight heparin (LMWH) resulting in fewer emboli in the early post-operative period. Methods 183 aspirinated patients undergoing CEA were randomised to 5000 IU UFH (n = 91) or 2500 IU LMWH (dalteparin, n = 92) prior to carotid clamping. End-points were: transcranial Doppler (TCD) measurement of embolisation, effect on bleeding and platelet aggregation to AA and adenosine 5′-diphosphate (ADP). Results Patients randomised to UFH had twice the odds of experiencing a higher number of emboli in the first 3 h after CEA, than those randomised to LMWH (p = 0.04). This was not associated with increased bleeding (mean time from flow restoration to operation end: 23 min (UFH) vs. 24 min (LMWH), p = 0.18). Platelet aggregation to AA increased significantly following heparinisation, but was unaffected by heparin type (p = 0.90). The platelets of patients randomised to LMWH exhibited significantly lower aggregation to ADP compared to UFH (p < 0.0001). Conclusions Intravenous LMWH is associated with a significant reduction in post-operative embolisation without increased bleeding. The higher rate of embolisation seen with UFH may be mediated by increased platelet aggregation to ADP, rather than to AA.

Outlining eicosanoid biosynthesis in the crustacean Daphnia

Background: Eicosanoids are biologically active, oxygenated metabolites of three C20 polyunsaturated fatty acids. They act as signalling molecules within the autocrine or paracrine system in both vertebrates and invertebrates mainly functioning as important mediators in reproduction, the immune system and ion transport. The biosynthesis of eicosanoids has been intensively studied in mammals and it is known that they are synthesised from the fatty acid, arachidonic acid, through either the cyclooxygenase (COX) pathway; the lipoxygenase (LOX) pathway; or the cytochrome P450 epoxygenase pathway. However, little is still known about the synthesis and structure of the pathway in invertebrates. Results: Here, we show transcriptomic evidence from Daphnia magna (Crustacea: Branchiopoda) together with a bioinformatic analysis of the D. pulex genome providing insight on the role of eicosanoids in these crustaceans as well as outlining a putative pathway of eicosanoid biosynthesis. Daphnia appear only to have one copy of the gene encoding the key enzyme COX, and phylogenetic analysis reveals that the predicted protein sequence of Daphnia COX clusters with other invertebrates. There is no current evidence of an epoxygenase pathway in Daphnia; however, LOX products are most certainly synthesised in daphnids. Conclusion: We have outlined the structure of eicosanoid biosynthesis in Daphnia, a key genus in freshwater ecosystems. Improved knowledge of the function and synthesis of eicosanoids in Daphnia and other invertebrates could have important implications for several areas within ecology. This provisional overview of daphnid eicosanoid biosynthesis provides a guide on where to focus future research activities in this area.

Transient heparin-induced platelet activation linked to generation of platelet 12-lipoxygenase: findings from a randomised controlled trial

Previously we demonstrated that heparin administration during carotid endarterectomy (CEA) caused a marked, but transient increase in platelet aggregation to arachidonic acid (AA) and adenosine diphosphate (ADP), despite effective platelet cyclo-oxygenase-1 (COX-1) inhibition with aspirin. Here we investigated the metabolism of AA via platelet 12-lipoxygenase (12-LOX) as a possible mediator of the observed transient aspirin resistance, and compared the effects of unfractionated (UFH) and low-molecular-weight (LMWH) heparin. A total of 43 aspirinated patients undergoing CEA were randomised in the trial to 5,000 IU UFH (n=22) or 2,500 IU LMWH (dalteparin, n=21). Platelet aggregation to AA (4x10⁻³) and ADP (3x10⁻⁶) was determined, and the products of the COX-1 and 12-LOX pathways; thromboxane B₂ (TXB₂) and 12-hydroxyeicosatretraenoic acid (12-HETE) were measured in plasma, and in material released from aggregating platelets.Aggregation to AA increased significantly (~10-fold) following heparinisation (p<0.0001), irrespective of heparin type (p=0.33). Significant, but smaller (~2-fold) increases in aggregation to ADP were also seen, which were significantly lower in the platelets of patients randomised to LMWH (p<0.0001). Plasma levels of TxB2 did not rise following heparinisation (p=0.93), but 12-HETE increased significantly in the patients' plasma, and released from platelets stimulated in vitro withADP, with both heparin types (p<0.0001). The magnitude of aggregation to ADP correlated with 12-HETE generation (p=0.03). Heparin administration during CEA generates AA that is metabolised to 12-HETE via the 12-LOX pathway, possibly explaining the phenomenon of transient heparin-induced platelet activation. LMWH has less effect on aggregation and 12-HETE generation than UFH when the platelets are stimulated with ADP.

Anti-platelet effect of aspirin is substantially reduced after administration of heparin during carotid endarterectomy

OBJECTIVES: Aspirin therapy is usually continued throughout the perioperative period to reduce the risk for thromboembolic stroke and myocardial infarction after carotid endarterectomy (CEA). Aspirin irreversibly binds cyclooxygenase-1, thereby reducing platelet aggregation for the lifetime of each platelet. However, recent research from this unit has shown that aggregation in response to arachidonic acid increases significantly, but transiently, during CEA, which suggests that the anti-platelet effect of aspirin is temporarily reversed. The purpose of the current study was to determine when this phenomenon occurs and to identify the possible mechanisms involved. METHODS: Platelet aggregation was measured in platelet-rich plasma from 41 patients undergoing CEA who were stabilized with 150 mg of aspirin daily. Blood was taken at 8 time points: before anesthesia, after anesthesia, before heparinization, 3 minutes after heparinization, 3 minutes after shunt insertion, 10 minutes after flow restoration, 4 hours postoperatively, and 24 hours postoperatively. Platelet aggregation was also measured at similar times in a group of 18 patients undergoing peripheral angioplasty without general anesthesia. RESULTS: All patient platelets were effectively inhibited by aspirin at the start of the operation. There was a significant intraoperative increase in platelet response to arachidonic acid in both groups of patients, which occurred within 3 minutes of administration of unfractionated heparin. In the CEA group this resulted in a greater than 10-fold increase in mean aggregation, to 5 mmol/L of arachidonic acid (5 mmol/L), rising from 3.9% +/- 2.2% preoperatively to 45.1% +/- 29.3% after administration of heparin ( P <.0001). This increased aggregation persisted into the early postoperative period, but by 24 hours post operation aggregation had returned to near preoperative values. Aggregation in response to other platelet agonists (adenosine diphosphate, thrombin receptor agonist peptide) showed only a small increase at the same time, which could be accounted for by a parallel increase in the level of spontaneous aggregation. CONCLUSION: Administration of heparin significantly increases platelet aggregation in response to arachidonic acid, despite adequate inhibition by aspirin administered preoperatively. This apparent reversal in anti-platelet activity persisted into the immediate early postoperative period, and could explain why a small proportion of patients are at increased risk for acute cardiovascular events after major vascular surgery, despite aspirin therapy.