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URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-27242
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2006/2724/


Einfluss von exogen substituiertem Stickstoffmonoxid auf schockinduzierte hepatische Mikrozirkulationsstörungen nach hämorrhagischem Schock : intravitalmikroskopische Studie an Ratten

Ohnsmann-Bischoff, Frauke


Originalveröffentlichung: (2006) Wettenberg : VVB Laufersweiler 2006
pdf-Format: Dokument 1.pdf (3.571 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Klinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin und Schmerztherapie der Universitätskliniken des Saarlandes, eingereicht über das Institut für Veterinärpathologie
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 3-8359-5011-8
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 01.02.2006
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 27.02.2006
Kurzfassung auf Deutsch: In der Pathogenese des multiplen Organversagens nach hämorrhagischem Schock, Trauma und Sepsis sind Störungen im Bereich der Mikrozirkulation mit fokaler Minderperfusion und Hypoxie vitaler Organe, einschließlich der Leber, eine der Hauptursachen für die Entstehung generalisierter inflammatorischer Reaktionen des Organismus. Dieses „Systemic Inflammatory Response Syndrome“ (SIRS) ist die Folge einer massiven Immunantwort, die bis zum kompletten Organversagen führen kann. Zielzellen des SIRS sind vor allem Endothelzellen lebenswichtiger Organe, aber auch organspezifische Zellen wie Hepatozyten und Kupffersche Sternzellen. Charakteristisch im hämorrhagischen Schock sind sowohl die exzessive Freisetzung proinflammatorischer Mediatoren als auch die Aktivierung von Makrophagen und Leukozyten mit ausgeprägter Störung von Mikrozirkulation und Zellstoffwechsel, wobei in der Pathologie des SIRS die Beeinträchtigung der Stickstoffmonoxid (NO)-Biosynthese eine entscheidende Rolle spielt und weiter zur schlechteren Organdurchblutung und letztlich zur Gewebsischämie beiträgt.


In der hier vorliegenden Arbeit wurde in einer tierexperimentellen Studie der Einfluss von exogen substituiertem Stickstoffmonoxid (S-NO-HSA) auf die Mikrozirkulation und die Leukozyten-Endothel-Interaktionen in den hepatischen Sinusoiden nach hämorrhagischem Schock untersucht. Im gewählten verblindeten und randomisierten Versuchsmodell wurde an weiblichen Sprague-Dawley-Ratten ein hämorrhagischer Schock induziert und unter „in vivo“ Bedingungen eine Fluoreszenzmikroskopie der Leber nach 5h und nach 24h durchgeführt. Die intravitale Fluoreszenzmikroskopie erlaubt eine genaue Analyse der hepatischen Mikrozirkulation, welche im Schock besonders durch ein sinusoidales Perfusionsdefizit und eine mikrovaskuläre Akkumulation von Leukozyten bestimmt wird.


In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass der Einsatz von S-NO-HSA in der frühen Reperfusionsphase diesen Pathomechanismus durchbricht und einen positiven Effekt auf die hepatische Mikrozirkulation und Entzündungsreaktion ausübt. So erweitert das von S-NO-HSA abgegebene NO als vasodilatierender Mediator signifikant die Sinusoide und sorgt damit für einen verbesserten Blutfluss 5h und auch noch 24h nach hämorrhagischem Schock. Gleichzeitig reduziert NO in seiner Eigenschaft als antientzündlicher Mediator signifikant die temporären Leukozyten/Endothelinteraktionen in den Lebersinusoiden. Beide Effekte schützen vor einer Minderperfusion der Leber und beugen schockinduzierten Organschäden vor.


Durch die hier gezeigten Ergebnisse wird deutlich, dass in der Verabreichung des NO-Donors S-NO-HSA in der frühen Reperfusionsphase zu Zeiten eines NO-Mangels möglicherweise ein therapeutischer Ansatz zur Verhinderung der posttraumatischen Entzündungsreaktion in der Leber zu sehen ist.
Kurzfassung auf Englisch: After hemorrhagic shock, trauma and sepsis, alterations in the microcirculation including low perfusion and hypoxia of vital organs cause multiple organ failure. This in turn is a major cause for systemic inflammatory response syndrome (SIRS). SIRS is caused by a massive response of the immune system which in some cases leads to total organ failure. SIRS primarily affects the endothelial cells of vital organs in addition to hepatocytes and Kupffer cells. In hemorrhagic shock, the disturbed microcirculation and cell metabolism results from the emission of proinflammatory mediators and the activation of macrophages and leucocytes. Especially the disturbances in the biosynthesis of nitric monoxide (NO) play a vital role in the pathology of SIRS and contribute to the deficits in the blood perfusion of organs and finally ischemia of tissue.


The current study was designed to investigate the exogenous substitution of NO by nitrosylated oxide humanalbumin (S-NO-HSA) in the prevention of microvascular alterations and leucocytes-endothelial cell interactions in hepatic sinusoids of hemorrhagic shock. In the blinded and randomized experimental set-up, a hemorrhagic shock was induced to female Sprague-Dawley-rats. After 5 respectively 24 hours, an intravital fluorescence microscopy was performed. This procedure permits a detailed analysis of the hepatic microcirculation during shock by observing deficits in the sinusoidal perfusion and a microvascular accumulation of leucocytes.
The present study shows that exogenously supplement S-NO-HSA given only in the period of early reperfusion can prevent the abovementioned effects, improve hepatic microcirculation and reduce inflammatory reactions. The NO emitted by S-NO-HSA serves as a vasodilating mediator. It increases the vascular diameter significantly and thereby restores sinusoidal perfusion 5h as well as 24 h after hemorrhagic shock.


Simultaneously, the inflammatory response is significantly attenuated as indicated by a reduction of temporary leucocytes adhesion by S-NO-HSA administration. Both effects offer protection against an insufficient perfusion of the liver and thus prevent shock-induced organic damage.
In sum, the results suggest that the donation of S-NO-HSA in the period of early reperfusion may represent a therapy to prevent posttraumatic inflammatory reactions in the liver.