F. Zusammenfassung

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In der vorliegenden Arbeit wurden zwei Verfahren untersucht, die eine erfolgreiche Protektion vor hepatischer Ischämie/Reperfusionsschädigung versprachen: mechanische Konditionierung (ischämische Präkonditionierung) und pharmakologische Konditionierung (Methylprednisolon).

Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Ausmaß der hepatozellulären Schädigung nach 45-minütiger warmer Leberischämie durch Abklemmen der blutzuführenden Gefäße im Ligamentum hepatoduodenale (Pringle-Manöver) im zeitlichen Verlauf über 24 h nach Reperfusion untersucht. Bereits 3 h nach Reperfusion fand sich eine statistisch signifikante Reduktion der hepatozellulären Gewebsschädigung, sowohl nach MP- als auch nach IP-Behandlung. Insgesamt konnte durch beide Strategien eine vergleichbar starke Gewebsprotektion erzielt werden. Sowohl die postischämischen Serumkonzentrationen von AST, ALT und GLDH wie auch die histologische Aufarbeitung ergaben eine statistisch signifikant geringere hepatozellzulläre Ischämie/Reperfusionsschädigung innerhalb der ersten 24 h verglichen mit unbehandelten, ischämischen Kontrolltieren.

Bezüglich der möglichen zugrundeliegenden protektiven Mechanismen führten wir entsprechend des pharmakologischen Wirkprofils von Methylprednisolon Untersuchungen zu Apoptose und Inflammation durch. Unsere Ergebnisse zeigten eine Reduktion der postischämischen Apoptose-Aktivität an. Im Gegensatz zu IP-behandelten Tieren war die Aktivität apoptotischer Gene in MP-behandelten Lebern auf mRNA und Proteinebene nach Reperfusion deutlich reduziert. Sowohl die Expression von Cytochrom C mRNA als auch von Caspase 3 Protein war deutlich supprimiert gegenüber den Kontrolltieren. In Gegensatz dazu zeigten IP-behandelte Tiere nach der Reperfusion eine konstant erhöhte Expression beider Apoptose Marker an. Die Anzahl TUNEL positiver Zellen hingegen war in beiden Behandlungsgruppen gleichermaßen signifikant gegenüber unbehandelten, ischämischen Kontrollen reduziert.

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Die Auszählung des inflammatorischen Zellinfiltrates sowie die Analyse der Myeloperoxidase im Gewebe zeigte eine signifikant geringere inflammatorische Antwort in MP- und IP-behandelten Lebern an. Dieser Unterschied bestand unmittelbar nach Reperfusion (0 h) gegenüber den unbehandelten, ischämischen Kontrolltieren. Die Expression von ICAM-1 mRNA war innerhalb der ersten 6 h nach Reperfusion nach MP-Behandlung vollständig supprimiert, wohingegen IP-behandelte Lebern eine Expressionszunahme gegenüber unbehandelten Kontrollen aufwiesen.

Analog zur reduzierten Expression apoptotischer und inflammatorischer Gene nach MP-Behandlung fand sich auch auf transkriptioneller Ebene eine reduzierte Expression der NFkB Bindungsaktivität. Die verminderte NFkB Aktivität in MP-behandelten Lebern mit sekundär reduzierter Expression apoptotischer und inflammatorischer Gene lässt somit einen kausalen Zusammenhang bei der Protektion vor warmer Ischämie/Reperfusionsschädigung erkennen.

Im Gegensatz dazu war die geringere hepatozelluläre Ischämie/Reperfusionsschädigung nach IP-Behandlung durch eine verbesserte postischämische Mikrozirkulation bedingt. 30 min nach Ischämie waren 75 % aller Sinusoide in der IP-Gruppe perfundiert statt weniger als 30 % in der unbehandelten, ischämischen Kontrollgruppe. Hierbei beobachteten wir eine signifikant bessere Sauerstoffversorgung der Leberzelle bis hin zum mitochondrialen Zellsystem. Dies dürfte einerseits die verminderte Anzahl TUNEL positiver Zellen, die geringere histomorphologische hepatozelluläre Schädigung und sekundär den höheren Gallefluß als Zeichen einer verbesserten postischämischen Leberzellfunktion erklären.

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Zur Umsetzung der erhobenen Ergebnisse in ein klinisch relevantes Modell führten wir eine 70%-ige partielle Hepatektomie mit IP- oder MP-Vorbehandlung durch. Die Leberresektionen wurde während einer 30-minütigen warmen Ischämie durch Unterbindung der Blutzufuhr mittels Pringle-Manöver durchgeführt.

Wie erwartet wurde der Ischämie/Reperfusionsschaden durch IP- bzw. MP-Behandlung dabei signifikant reduziert gegenüber den unbehandelten, ischämischen Kontrollen. Die Regeneration nach 70%-iger Leberresektion war jedoch nach IP-Behandlung nachhaltig eingeschränkt. Das Gewicht der regenerierenden Leber war signifikant geringer an Tag 1 nach Resektion. Analog hierzu waren deutlich weniger Hepatozyten in Proliferation befindlich. Im Gegensatz zur IP-Behandlung waren die regenerativen Vorgänge nach MP-Behandlung keinesfalls eingeschränkt. Dennoch verlief trotz Reduktion des Ischämie/Reperfusionsschadens die hepatozelluläre Regeneration nicht schneller, aber doch mit einer vergleichbaren Kinetik zu unbehandelten, ischämischen Kontrollen ab.

Um zu überprüfen, warum die Verbesserung der Leberdurchblutung nach IP-Behandlung keinen positiven Effekt auf die Regeneration nach partieller Hepatektomie aufwies, dehnten wir das Ausmaß der Resektion auf 90% Leberresektion aus, um in einen subletalen Bereich zu gelangen, in dem wir vermuteten, daß protektive Vorgänge einen positiven Effekt aufweisen müssten. Hier verstarben alle IP-behandelten Tiere innerhalb der ersten 3 Tage postoperativ, während MP-behandelte und unbehandelte, ischämische Kontrollen ein 10 - 20%-iges Langzeitüberleben aufwiesen.

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Frühpostoperative Messungen zur portalen Leberperfusion ergaben als Ursache eine fatale Hyperperfusion des verbleibenden Leberparenchyms, so daß die möglichen protektiven Effekte der IP-Vorbehandlung vollständig egalisiert wurden. Diese parenchymatöse Hyperperfusion wurde duch IP-Behandlung sogar tendentiell noch verstärkt und scheint unseres Erachtens der Grund für die reduzierte Proliferationsrate bei IP-behandelten Lebern zu sein.

Zusammenfassend gilt, daß sowohl die IP- als auch die MP-Behandlung die Ischämie/Reperfusionsschädigung nach warmer Leberischämie deutlich reduzieren können. Die Minderung des Ischämie/Reperfusionsschaden hatte jedoch keinen positiven Einfluß auf die nachfolgende Regeneration nach partieller Hepatektomie.

Im Zusammenhang mit der Steroidbedingten Leberkonditionierung scheint die Dosis des applizierten Glukokortikoids eine wichtige Rolle zu spielen. Demnach sind offensichtlich geringe Dosen geeignet, die Proliferationsrate im Rahmen der Regeneration zu erhöhen, während hohe Dosen diese eher supprimieren.

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Für die IP-Behandlung gilt, daß bei größenreduzierten Lebern zwar die Ischämie/Reperfusionsschädigung reduziert wird, andererseits aber die Gefahr der postoperativen Hyperperfusion erhöht und damit das verbleibende Restparenchym nachhaltig geschädigt werden kann. Bei Leberresektionen scheint die IP-Behandlung das Problem der Mikrozirkulationsstörung im Sinne einer Aggravierung des Hyperperfusionssyndroms noch zu verstärken. Unter dem Strich werden damit die positiven Aspekte der IP-Behandlung im Sinne einer Protektion vor Ischämie/Reperfusionsschädigung neutralisiert. IP ist bei Leberresektionen folglich nur mit Vorbehalt zu empfehlen, es sollte immer das Ausmaß der Resektion und der verbleibenden Parenchymmasse mit in Betracht gezogen werden.


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19.10.2005