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Die Rolle der Zytokine in der Pathophysiologie der extrakorporalen Zirkulation

Sroka, Jan


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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Medizinisches Zentrum für Chirurgie, Anästhesiologie und Urologie, Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie des Klinikums
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 29.08.2002
Erstellungsjahr: 2002
Publikationsdatum: 09.09.2002
Kurzfassung auf Deutsch: Koronarchirurgische Bypassoperationen unter Zuhilfenahme der Herz-Lungen-Maschine stellen auch heutzutage trotz erweiterter
technischer Möglichkeiten noch immer einen schwerwiegenden Eingriff in die menschliche Physiologie dar. Veränderungen von
Entzündungsmediatoren (wie beispielsweise Zytokinen oder Leukozytenadhäsionsmolekülen) lassen sich praktisch bei jedem Patienten
feststellen, bei denen das Verfahren der extrakorporalen Zirkulation angewandt wurde.

In der vorliegenden Studie wurde das Verhalten der Zytokine und Leukozytenadhäsionsmoleküle in der perioperativen Phase untersucht.
Das Ausmaß ihrer Konzentrationsveränderungen ist mitentscheidend für das Auftreten von postoperativen Komplikationen. Eine Vielzahl
von Studien dokumentieren eine Reduktion der Immunantwort als Folge der extrakorporalen Zirkulation. Besonders den Zytokinen und den
Leukozytenadhäsionsmolekülen wird eine tragende Rolle für die Auslösung dieser pathophysiologischen Vorgänge zugeschrieben. Vor
allem die Lunge stellt im Zusammenhang mit Operationen unter Zuhilfenahme der Herz-Lungen-Maschine ein hoch vulnerables Organ dar.
Somit ergab sich die Fragestellung, ob die untersuchten Zytokine als verantwortliche Faktoren für die aufgetretene pulmonale Insuffizienz in
der komplikationsbehafteten Gruppe zu bewerten sind.

In dieser Untersuchung wurde eine Auswahl dieser pro- und antiinflammatorischen Botenstoffe untersucht (IL-2, IL-6, IL-8, IL-10, GM-CSF,
TGF-beta1 sowie ICAM-1). Die Ermittlung der Zytokine und Leukozytenadhäsionsmoleküle erfolgte aus präoperativ (vor in Betriebnahme
der Herz-Lungen-Maschine) und postoperativ (4 Stunden nach Beendigung der Herz-Lungen-Maschine sowie den darauf folgenden vier
postoperativen Tagen) gesammelten Blutproben der operierten Patienten. Die quantitative Messung der Konzentrationen erfolgte mittels
ELISA-Tests.

Insgesamt wurden 40 Patienten, die sich einer elektiven koronarchirurgischen Bypassoperation unterzogen, untersucht. Davon wurden
diejenigen Patienten (28) zu einer Gruppe zusammengefasst, welche die Operation ohne manifeste Komplikationen überstanden. In die
zweite Gruppe wurden die Patienten (12) aufgenommen, welche in der postoperativen Phase eine pulmonale Dysfunktion im Rahmen
eines SIRS entwickelten. Aus dieser Gruppe verstarben als Folge des Eingriffes 6 Patienten (50%) unter dem klinischen Bild eines
Multiorganversagens.

Beim Vergleich der beiden Gruppen fielen in der komplikationsbehafteten Gruppe, mit Ausnahme von IL-2, signifikant höhere
Konzentrationsspiegel der untersuchten Zytokine bzw. Leukozytenadhäsionsmoleküle auf. In Verbindung mit den erhaltenen Ergebnissen
ist es möglich, die untersuchten Zytokine bzw. deren Konzentrationsveränderungen durchaus als verantwortliche Größen für die Auslösung
einer manifesten pulmonalen Insuffizienz im Rahmen einer systemischen inflammatorischen Reaktion zu bezeichnen. Bedingt durch den
signifikant längeren Zeitraum unter Einfluss der Herz-Lungen-Maschine (141,58 +/- 48,46 Minuten versus 105,71 +/- 21,04 Minuten) für die
Patienten aus der komplikationsbehafteten Gruppe, lassen die Ergebnisse der vorliegenden Studie den Schluss zu, die extrakorporale
Zirkulation als einen, wenn nicht den Hauptverursacher der entstandenen Komplikationen zu benennen. Ein tieferes Verständnis des
Verhaltens und der Rolle von Adhäsionsmolekülen und Zytokinen im Rahmen des kardiopulmonalen Bypasses könnte eine effektive
Intervention im Falle eines inflammatorischen Prozesses zulassen.