Dokument: Die mitochondriale Funktion des Colons und der Leber während moderater Hyperkapnie im Vergleich zwischen einer sterilen Laparotomie und einer abdominellen Sepsis
| Titel: | Die mitochondriale Funktion des Colons und der Leber während moderater Hyperkapnie im Vergleich zwischen einer sterilen Laparotomie und einer abdominellen Sepsis | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=63155 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20230720-112414-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Hofmann, Stephan [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Picker, Olaf [Gutachter] Priv.-Doz. Dr. med. Assmann, Alexander [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die Sepsis und ihre potenziellen Folgen wie septischer Schock oder Multiorganversagen sind auch in Zeiten hochmoderner Medizin eine der häufigsten Erkrankungen und Todesursachen weltweit. Aktuell wird die Sepsis als Organdysfunktion mit fehlregulierter Wirtsantwort im Rahmen einer Infektion definiert. Dem Colon als Organ mit dem größtem Microbiom des Organismus und der Leber als Ort der Produktion der akut-Phase Proteine wird eine besondere Bedeutung bei der Regulation der Immunantwort und damit dem Überleben einer Sepsis zugeschrieben. Eine wesentliche Rolle scheint hierbei die organspezifische mitochondriale Dysfunktion zu spielen. Im septischen Tiermodell einer Vorstudie konnte die mikrozirkulatorische Oxygenierung des Colons im Rahmen einer temporären, moderaten Hyperkapnie verbessert werden. Da die Mitochondrien die Hauptverbraucher des Sauerstoffs in der Zelle sind, war Ziel dieser Arbeit zu untersuchen, welchen Einfluss eine moderate Hyperkapnie auf die Mitochondrienfunktion im Colon und in der Leber nach einer sterilen Laparotomie und bei einer moderaten abdominellen Sepsis hat. 48 männliche Wistar-Ratten wurden in 4 Gruppen (n = 12) randomisiert. Bei 24 Tieren erfolgte die Induktion einer moderaten Sepsis nach Implantation eines Stents im Colon ascendens (CASP). Die Kontrollgruppe (n = 24) Sham erhielt eine sterile Laparotomie. 48 Stunden (h) nach der jeweiligen Operation wurden alle Tiere für 2 h hyperkapnisch (65 – 75 mmHg) oder normokapnisch (35 - 40 mmHg ) beatmet. Anschließend erfolgte mittels Respirometrie die Messung der mitochondrialen Funktion in Gewebehomogenaten von Leber und Colon. Hierbei wurden die Komplexe I und II der Atmungskette mit Glutamat/Malat bzw. Succinat sowie ADP stimuliert. Neben der Effizienz der oxidativen Phosphorylierung (ADP/O-Quotient) wurde auch das Maß der Kopplung zwischen Atmungskettenaktivität und oxidativer Phosphorylierung als bestimmt Respiratory control index (RCI). Organschädigungsparameter von Leber und Niere, die Leukozytenzahl im Blut und die Malondialdehyd-Konzentration (MDA) als Marker für oxidativen Stress im jeweiligen Gewebehomogenat wurden zusätzlich bestimmt. Eine moderate Hyperkapnie führte im Colon zu einer verminderten Effizienz der oxydativen Phosphorylierung nach einer sterilen Laparotomie und in der Leber zu einer verbesserten Kopplung von Atmungskettenaktivität und ATP-Synthese (RCI) unter septischen Bedingungen. Die MDA-Konzentration in Leber und Colon zeigte keine Veränderungen unter Hyperkapnie. Eine relevante Organschädigung konnte weder bei normo- noch bei hyperkapnisch beatmeten Tieren nachgewiesen werden. Allerdings geben die vorliegenden Daten Anhalt für einen antiinflammatorischen Effekt der Hyperkapnie bei septischen Tieren, der Grundlage für weitere Studien sein kann.Even in times of highly modern medicine, sepsis and the consecutive septic shock and multiorgan disfunction (MODS) remain one of the most common diseases and causes of death worldwide. Currently sepsis is defined as organ-dysfunction with dysregulated host-response in the context of an infection. The gut and its microbiome and the liver producing the acute phase proteins are of particular importance in regulation of the immune answer and therefore in modulation of the outcome of the septic patients. The organ-specific mitochondrial dysfunction seems to be an underlying mechanism of MODS. In a preliminary study using septic animal model (CASP) moderate hypercapnia improved the microcirculatory oxygenation of the colon. The aim of this study was to investigate the influence of moderate hypercapnia on mitochondrial function in the colon and in the liver after sterile laparotomy and in moderate abdominal sepsis. 48 male Wistar rats were randomized into 4 groups (n = 12). In 24 animals, moderate sepsis was induced for 48 h after implantation of a stent in the ascending colon (CASP). The control group (n = 24) Sham received a sterile laparotomy. 48 h after the respective surgery, animals were ventilated hypercapnic (65 - 75 mmHg) or normocapnic (35 - 40 mmHg) for 2 h. The mitochondrial function was measured in tissue homogenates of the liver and colon by means of respirometry. The complexes I and II of the respiratory chain were stimulated with glutamate/malate or succinate and ADP. In addition to the efficiency of oxidative phosphorylation (ADP-O ratio), the extent of coupling between respiratory chain activity and oxidative phosphorylation was also determined as respiratory control index (RCI). In addition, organ damage parameters of liver and kidney as well as the leukocyte count in the blood were measured. The malondialdehyde concentration in the respective tissue homogenate was also determined as a marker for oxidative stress. Moderate hypercapnia resulted in reduced efficiency of oxidative phosphorylation in colon after sterile laparotomy. The coupling of respiratory chain activity and ATP-synthesis (RCI) in liver was improved by moderate hypercapnia only under septic conditions. The MDA-concentration in liver and colon showed no changes during hypercapnia. The available date suggests an anti-inflammatory effect of hypercapnia in septic animals, which could be the base for further studies. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 20.07.2023 | |||||||
| Dateien geändert am: | 20.07.2023 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 06.02.0023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 13.07.0023 |
