Dokument: Einfluss einer lokalen Kohlenstoffdioxidapplikation auf die gastrale und orale Mikrozirkulation im hämorrhagischen Schock
| Titel: | Einfluss einer lokalen Kohlenstoffdioxidapplikation auf die gastrale und orale Mikrozirkulation im hämorrhagischen Schock | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=58862 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20220222-082302-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. med. Hof, Stefan [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Picker, Olaf [Gutachter] Prof. Dr. med. Jung, Christian [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Mikrovaskuläre Oxygenierung, Hämorrhagie, Schock, Organprotektion, strukturelle Mikrozirkulation | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Einleitung: Eine akute Hämorrhagie kommt sowohl perioperativ als auch im traumatologischen Kontext vor und geht mit einer hohen Letalität einher. Dabei ist die Aufrechterhaltung der gastrointestinalen Mikrozirkulation notwendig, um eine intakte Barrierefunktion gegenüber pathogenen Darmbakterien zu gewährleisten und die Etablierung letaler Sekundärerkrankungen zu verhindern. Unter diesen Kreislaufbedingungen ist eine systemische Hyperkapnie in der Lage, die mikrovaskuläre Sauerstoffsättigung (µHbO2) zu verbessern. Dies resultiert allerdings in einem erhöhten Gehalt an CO2 im Blut was wiederum zu systemischen Nebenwirkungen führt. Mit dem Ziel dies zu vermindern, untersuchten wir den Einfluss einer lokalen Hyperkapnie auf die orale und gastrale Mikrozirkulation, Oxygenierung und Barrierefunktion in einem hämorrhagischen Schockmodell.
Methoden: Nach Genehmigung durch die zuständige Behörde, durchliefen sechs weibliche Foxhounds in randomisierter Reihenfolge vier Versuchsprotokolle. Nach Narkoseeinleitung erfolgte die lokale Applikation von CO2 oder N2 an der oralen und gastralen Schleimhaut. Außerdem wurde ein hämorrhagischer Schock durch Entzug von 20% des geschätzten Blutvolumens induziert und das entnommene Blut nach einstündigem Schock retransfundiert. In Kontrollversuchen wurden die Narkose sowie die Gasapplikation für gleiche Zeitintervalle ohne Hämorrhagie fortgeführt. Die orale und gastrale Mikrozirkulation wurde mittels Reflexspektrophotoskopie und Laser-Doppler evaluiert und die mikrovaskuläre Flusscharakteristik intermittierend durch kapilläre Videomikroskopie (incident dark field imaging) visualisiert. Parallel erfolgte die Aufzeichnung systemischer Kreislaufparameter. Die statistische Auswertung erfolgte mittels 2-Wege ANOVA und eines Bonferroni post-hoc Tests. Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardfehler aufgeführt mit p<0,05. Ergebnisse: Während die gastrale µHbO2 im hämorrhagischen Schock von 76 ± 3% auf 38 ± 4% verringert wurde, zeigte sich unter lokaler Hyperkapnie ein signifikant verringerter Abfall von 78 ± 4% auf 51 ± 8%. An der oralen Schleimhaut fiel die µHbO2 im Schock von 81 ± 1% auf 36 ± 4%. Der Abfall wurde durch CO2 von 84 ± 25% auf 54 ± 4% abgemildert. Es zeigte sich hierunter keine signifikante Veränderung des mikrovaskulären Blutflusses (µflow) oder des mikrovaskulären Sauerstoffangebots. Videomikroskopisch zeigte sich jedoch unter lokaler Hyperkapnie eine signifikant verbesserte Flussqualität der oralen Mukosa im Schock. Systemische Kreislaufparameter und arterielle Blutgasparameter wurden nicht durch die Kohlenstoffdioxidapplikation beeinflusst. Unter physiologischen Bedingungen hatte CO2 keinen Einfluss auf die untersuchten Parameter. Diskussion und Schlussfolgerung: Nicht nur eine systemische, sondern auch die lokale Hyperkapnie führt zu einem verminderten Abfall der µHbO2 im hämorrhagischen Schock. Da µHbO2 einen indirekten Parameter der zellulären Sauerstoffreserve darstellt, ist von einer verbesserten Zellfunktion durch Kohlenstoffdioxid im hämorrhagischen Schock auszugehen. Diese ist weder auf eine Veränderung systemischer Kreislaufparameter noch auf eine Veränderung des µflow oder des mikrovaskulären Sauerstoffangebots zurückzuführen. Ursächlich ist stattdessen eine Verbesserung der mikrovaskulären Flusscharakteristik durch lokale Kohlenstoffdioxidapplikation. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass eine lokale Hyperkapnie nicht zu Veränderungen systemischer Kreislaufparameter führt und somit sicher anzuwenden ist.Background: Acute hemorrhage exists in a perioperative and traumatological context and is related to a high mortality. The maintenance of intestinal microcirculation is necessary to preserve an intact barrier function against intestinal bacteria to avoid secondary, life threatening diseases. Systemic hypercapnia improves the microvascular oxygen saturation (µHbO2) under physiological and hemorrhagic conditions. In parallel, an increase in systemic carbon dioxid (CO2) levels causes systemic side effects, too. Therefore we analysed the impact of microcirculatory alterations on microvascular oxygenation and the intestinal barrier function caused by the local application of CO2. Methods: In accordance to the german guidelines for animal care six female foxhounds were anaesthetized, randomized into four different groups and tested repetitively. The dogs received either a local CO2- or N2-administration to their oral and gastral mucosa. Hemorrhagic shock was induced through a total blood withdrawal of 20% of estimated blood volume followed by retransfusion after one hour of ongoing shock. In controls no shock was induced. Oral and gastral microcirculation was measured by reflectance spectrophotometry and laser doppler flowmetry. Besides, oral microcirculation was visualized through incident dark field imaging. Systemic hemodynamic parameters were recorded continuously. Statistics were performed using a two-way-ANOVA. Post-hoc analysis was conducted by Bonferroni testing. Results: The gastral µHbO2 decreased from 76 ± 3% to 38 ± 4% in hemorrhagic shock. A local hypercapnia ameliorated the decrease of µHbO2 from 78 ± 4% to 51 ± 8%. Similarly the oral µHbO2 decreased from 81 ± 1% to 36 ± 4% and was preserved by local hypercapnia. Microvascular flow (µflow) and microvascular oxygen delivery were not alterated by local CO2-application. In parallel, the oral microvascular flow quality, represented by microvascular flow index, was significantly improved by local hypercapnia. CO2 had no effect on systemic hemodynamic parameters in our hemorrhagic shock model. Discussion: Besides protective effects of systemic CO2 on intestinal oxygenation, a local hypercapnia enhances microvascular oxygen saturation in a hemorrhagic shock model in dogs. µHbO2 represents the cellular oxygen reserve, so we assume an improved intestinal cell function through CO2-application. Those beneficial effects are neither caused by an amelioration of systemic hemodynamics nor by an increase in microvascular oxygen delivery or microvascular flow. Therefore we hypothesize microcirculatory alterations to be responsible for the enhancement of µHbO2 in hemorrhagic shock. We could show that local CO2 application had no effect on macrocirculatory parameters. Thus, the therapeutic application of CO2 is safe without systemic side effects as mentioned before. Of note, the protective effect of CO2 depends on the surrounding circulatory conditions especially the predominant blood flow profile. CO2 was not able to improve µHbO2 under physiological conditions. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 22.02.2022 | |||||||
| Dateien geändert am: | 22.02.2022 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 01.05.2021 | |||||||
| Datum der Promotion: | 02.11.2021 |
