Dokument: Veränderungen der mitochondrialen Funktion in der Leber im Verlauf einer Sepsis von 96 Stunden

Titel:	Veränderungen der mitochondrialen Funktion in der Leber im Verlauf einer Sepsis von 96 Stunden
Weiterer Titel:	Sepsis-induced changes in the hepatic mitochondrial function over the course of 96 hours
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=49857
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20190617-104523-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Papenbrock, Henrike [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,81 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 10.06.2019 / geändert 10.06.2019
Beitragende:	Prof. Dr. Picker, Olaf [Gutachter] Prof. Dr. med. Akhyari, Payam [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Sepsis stellt eine große Herausforderung in der intensivmedizinischen Behandlung dar. Die mitochondriale Dysfunktion wird als eine der Hauptursachen für die Entstehung eines Sepsis-induzierten Multiorganversagens angesehen. In der Leber führt eine moderate Sepsis bereits nach 24 Stunden (h) zu einer mitochondrialen Dysfunktion. Dabei nimmt die Krankheitsschwere septischer Tiere ohne laborchemische Zeichen einer Organschädigung zu. Unklar ist jedoch, wie sich die Funktion von hepatischen Mitochondrien im längeren Zeitverlauf einer Sepsis verhält. Ziel dieser Arbeit ist es daher zu untersuchen, ob und zu welchem Zeitpunkt die mitochondriale Funktion im Verlauf einer Sepsis von 96 h beeinträchtigt ist. Dazu wurden 95 männliche Wistar-Ratten in eine CASP- und in eine Sham-Gruppe randomisiert. Den CASP-Tieren wurde ein Stent in das Colon ascendens implantiert und dadurch eine polymikrobielle Sepsis induziert, während der Stent bei den Sham-Tieren an die Wand des Colon ascendens angenäht wurde. Neun gesunde Tiere dienten als Kontrolle. Die mitochondriale Funktion in der Leber wurde jeweils 24 h, 48 h, 72 h und 96 h nach Operation mittels Respirometrie nach Stimulation der Atmungskette über Komplex I und Komplex II gemessen. Die Aktivitäten der Leberenzyme (Aspartat-Amino-Transferase, Alanin-Amino-Transferase, Laktatdehydrogenase) sowie die Nierenfunktionsparameter (Kreatinin, Harnstoff) wurden im Blutplasma bestimmt und die Malondialdehyd-Konzentration in der Leber als Biomarker für oxidativen Stress berechnet. Die Krankheitsschwere septischer Tiere nahm im Verlauf zu mit einem Maximum bei 48 h und bei 96 h. In der frühen postoperativen Phase septischer Tiere kam es zudem zu einem Anstieg der Harnstoffkonzentration, ein wichtiger Parameter der Organschädigung. Nach Stimulation der Atmungskette über Komplex I stiegen bei CASP-Tieren der Respiratory Control Index sowie der ADP/O-Quotient als Parameter der mitochondrialen Funktion nach 24 h gegenüber Kontrolltieren und nach 48 h gegenüber Sham-operierten Tieren an. Nach Stimulation der Atmungskette über Komplex II stieg der Respiratory Control Index nach 24 h sowohl bei CASP- als auch bei Sham-operierten Tieren an. Die Malondialdehyd-Konzentration in der Leber stieg nach 24 h in septischen und aseptischen Tieren an und fiel in beiden Gruppen nach 96 h ab. Zusammenfassend führt eine CASP-Operation zur Induktion einer moderaten Sepsis mit Beeinträchtigung des Gesundheitszustands septischer Tiere. Die mitochondriale Funktion sowie die Malondialdehyd-Konzentration werden bereits durch eine sterile Laparotomie zeitabhängig verändert und durch eine moderate Sepsis nur geringfügig modifiziert. Die gesteigerte Funktion der Lebermitochondrien in der frühen postoperativen Phase kann als Kompensationsmechanismus im Rahmen der Sepsis gesehen werden. Sepsis remains a major challenge in intensive care. Mitochondrial dysfunction is considered as the main pathophysiological mechanism leading to sepsis-induced multiorgan failure. In hepatocytes, a sepsis leads to mitochondrial dysfunction 24 hours (h) after sepsis induction, including an increase in animal illness yet without any biochemical signs of organ dysfunction. However, the behavior of hepatic mitochondria in the event of sepsis has not yet been examined over the course of 96 h. The aim of this study is to analyze if and at what time hepatic mitochondrial function is most affected. For this purpose, 95 male Wistar rats were randomized into a CASP and a Sham group. In the CASP group, a stent of 14 G was implanted in the gut to induce a sepsis whereas in the Sham group the stent was attached to the outside wall of the gut. 9 animals served as the control group and remained untouched and healthy. After stimulating complexes I and II of the mitochondrial respiratory chain, the mitochondrial function was measured using respirometry 24 h, 48 h, 72 h and 96 h after the operation. The activity of liver enzymes (aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, lactate dehydrogenase) and parameters of kidney function (creatinine and urea) were measured in the blood plasm. The malondialdehyde concentration in the hepatocytes served as a measure for oxidative stress. Illness of septic animals increased over time peaking at 48 h after sepsis induction. Urea, a key parameter for kidney injury, increased in the early postoperative phase of the CASP group. After stimulating complex I of the mitochondrial respiratory chain of CASP group animals, both respiratory control index and ADP/O ratio, parameters for mitochondrial function, increased 24 h after sepsis induction compared to healthy animals. Versus Sham operated animals, the difference in both parameters peaked at 48 h after sepsis induction. After stimulating complex II of the mitochondrial respiratory chain, the respiratory control index of both CASP and Sham operated animals increased 24 h after sepsis induction compared to healthy animals. Concentration of malondialdehyde in hepatocytes increased 24 h after sepsis induction in both CASP and Sham operated animals and fell again in both groups after 96 h. Overall, our study confirmed that a CASP operation induces a moderate sepsis while deteriorating the septic animals’ state of health. Mitochondrial function and malondialdehyde concentration are both affected by a moderate sepsis and, to a lesser extent, by a laparotomy. The increase in hepatic mitochondrial function seems to partly compensate the effects of the enfolding sepsis during the early postoperative phase.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	17.06.2019
Dateien geändert am:	17.06.2019
Promotionsantrag am:	11.09.2018
Datum der Promotion:	21.05.2019