Dokument: Der protektive Effekt der Hypothermie auf die orale mikrovaskuläre Hämoglobinoxygenierung im hämorrhagischen Schock wird durch die Na+-K+-ATPase vermittelt
| Titel: | Der protektive Effekt der Hypothermie auf die orale mikrovaskuläre Hämoglobinoxygenierung im hämorrhagischen Schock wird durch die Na+-K+-ATPase vermittelt | |||||||
| Weiterer Titel: | The protective effect of hypothermia on the oral microvascular mucosal oxygenation during hemorrhage is mediated via the N+,K+-ATPase | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=45010 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20180314-105805-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Herrmann, Ester Judith [Autor] | |||||||
| Dateien: |
| |||||||
| Beitragende: | Prof. Dr. Picker, Olaf [Gutachter] Prof. Dr. Klenzner, Thomas [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Hypothermie, hämorrhagischer Schock, Na+-K+-ATPase | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Therapeutische Hypothermie wird bereits klinisch bei kardiopulmonaler Bypassoperation und nach kardialem Arrest eingesetzt. In vorangegangenen Studien wurde gezeigt, dass eine milde Hypothermie die mikrovaskuläre Oxygenierung der gastralen Mukosa im hämorrhagischen Schock, unabhängig vom systemischen Sauerstoffverbrauch, durch Erhöhung der mikrovaskulären Perfusion verbessert. Dieser Effekt konnte sowohl durch Blockade des Sympathikus als auch durch Blockade des Vasopressinrezeptors aufgehoben werden. Jedoch ist der genaue Mechanismus, über den dieser Effekt vermittelt wird, bislang unklar. Denkbar wäre eine Aktivierung der Na+-K+-ATPase über Vasopressin oder des Kv-Kanals über den Sympathikus. Beide sind im Splanchnikusgebiet exprimiert und vermitteln eine Vasodilatation. Ziel dieser Studie war es daher zu untersuchen, ob die Na+-K+-ATPase oder der Kv-Kanal an den Effekten beteiligt sind. Zur Klärung dieser Frage wurden fünf Hunde mit Genehmigung durch das zuständige Landesamt wiederholt anästhesiert und durchliefen in randomisierter Reihenfolge jedes der sechs Versuchsprotokolle (n = 30). Dabei erhielten die Tiere entweder unter Normothermie oder Hypothermie G-Strophanthin zur Blockade der Na+-K+-ATPase oder 4-Aminopyridine zur Blockade des Kv-Kanals oder als Kontrolle das reine Lösungsmittel (NaCl). Daraufhin wurde den Versuchstieren 20 % ihres Blutvolumens entzogen und nach einer Stunde retransfundiert. Die mikrovaskuläre Hämoglobinoxygenierung (µHbO2) wurde dabei kontinuierlich mittels Reflexionsspektrometrie an der oralen und gastralen Mukosa gemessen. Systemische hämodynamische Parameter wurden kontinuierlich gemessen und das Herzzeitvolumen sowie Blutgasanalysen intermittierend bestimmt. Der arterielle Sauerstoffgehalt sowie die systemische Sauerstofftransportkapazität wurden daraus berechnet.
Unter Normothermie verschlechterte sich die orale µHbO2 im hämorrhagischen Schock um -32 ± 5 ∆ %. Dieser Abfall war unter Hypothermie auf -17 ± 4 ∆ % abgemildert. Im hämorrhagischen Schock konnte eine Blockade der Na+-K+-ATPase den positiven Effekt der Hypothermie auf die orale Hämoglobinoxygenierung aufheben. Die Blockade des Kv-Kanals hatte dagegen keinen Einfluss auf den Effekt der Hypothermie. Ähnliche Effekte auf die gastrale µHbO2 unter Hypothermie wie auf die orale µHbO2 wurden auch durch die Blockade der Na+-K+-ATPase und des Kv-Kanals gezeigt. Jedoch erreichten diese keine statistische Signifikanz. Die Effekte auf die µHbO2 waren unabhängig von systemischen Kreislaufparametern, die sich gleichartig in allen Gruppen änderten. Daraus resultieren folgende Ergebnisse: 1. Milde Hypothermie verbessert die Hämoglobinoxygenierung der oralen Mukosa im hämorrhagischen Schock. 2. Dieser Effekt wird durch Blockade der Na+-K+-ATPase aufgehoben. 3. Der Effekt ist unabhängig von systemischen Kreislaufveränderungen und wird damit lokal vermittelt. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass die Effekte der Hypothermie durch die Na+-K+-ATPase vermittelt werden. Diese Ergebnisse und die der vorangegangenen Studien deuten daraufhin, dass Hypothermie das sympathische Nervensystem aktivieren könnte und darüber zu einer erhöhten Freisetzung von Vasopressin führt. Vasopressin stimuliert die Na+-K+-ATPase und verbessert möglicherweise so die lokale Hämoglobinoxygenierung. Durch Blockade jedes einzelnen Schritts in der Kette konnte der positive Effekt der Hypothermie wieder aufgehoben werden. Dies ist ein möglicher Weg, über den der positive Effekt der Hypothermie auf die orale µHbO2 im hämorrhagischen Schock bei Hunden vermittelt werden könnte.Hypothermia is an established therapy to improve tissue function during cardiopulmonary bypass and after resuscitation. Previous studies have shown that mild hypothermia protects regional mucosal oxygenation during hemorrhagic shock via improvement of microvascular flow and that these effects are independent of oxygen consumption. This effect of hypothermia was abolished either during blockade of the sympathetic nervous system and during blockade of the vasopressin receptor. However, the exact mechanisms are unclear. Since the sympathetic nervous system stimulates Kv channels and vasopressin stimulates the N+,K+-ATPase we hypothesized that this increase in regional mucosal oxygenation is mediated either via Kv channels or the N+,K+-ATPase. Both channels are expressed in the splanchnic region and their stimulation leads to vasodilation. The aim of our study was to identify if the effects of hypothermia on regional mucosal oxygenation during hemorrhagic shock are mediated via N+,K+-ATPase and Kv channel. In order to clarify this question, five dogs were anesthetized repetitively and underwent each of the six protocols (n = 30) in a randomized order in accordance with NIH guidelines for animal care. Experiments were performed with approval of the local animal care and use committee. The animals received either under normothermia or hypothermia G-Strophanthin to blockade of the N+,K+-ATPase or 4-Aminopyridine to blockade of the KV channel or as control the pure solvent (NaCl). Thereafter, 20 % of the dog’s blood volume was withdrawn and retransfused after one hour. Systemic hemodynamic variables and oral and gastric mucosal microvascular oxygenation (µHbO2, reflectance spectrophotometry) were recorded continuously. Cardiac output and blood gas analysis were determined intermittently. Arterial oxygen content and systemic oxygen delivery were calculated. During normothermia, hemorrhagic shock decreased oral µHbO2 by -32 ± 5 Δ %. This decrease was attenuated under hypothermia to -17 ± 4 Δ %. During hemorrhagic shock, the positive effect of hypothermia on the oral mucosal oxygenation was abolished in the presence of N+,K+-ATPase blockade. The blockade of the Kv channel had no influence on the effect of hypothermia. Comparable effects of the N+,K+-ATPase blockade and Kv blockade on the effect of hypothermia in the gastric region might be indicated by similar changes of the gastric µHbO2, however, the differences failed to reach significance. The observed differences in mucosal oxygenation are independent of systemic hemodynamic variables which changed equally in all groups. The results lead to the following conclusions: 1. Mild hypothermia protects oral mucosal oxygenation during hemorrhage. 2. The protection of oral mucosal oxygenation is mediated via the N+,K+-ATPase. 3. This effect is independant of effects on systemic hemodynamic variables and thus mediated regionally. In summary, these results indicate that the effects of hypothermia are mediated via N+,K+-ATPase. Our previous results indicate that hypothermia activates the sympathetic nervous system leading to enhanced Vasopressin release. Taken together, the results of both studies suggest that vasopressin activates the N+,K+-ATPase which mediates vasodilation and thus improves oral oxygenation. We have shown that inhibition of each step in this chain can abolish the effect of hypothermia. Thus, we have demonstrated the possible pathway that mediates the effects of hypothermia on oral µHbO2 during hemorrhagic shock in dogs. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 14.03.2018 | |||||||
| Dateien geändert am: | 14.03.2018 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 29.03.2017 | |||||||
| Datum der Promotion: | 20.02.2018 |
