Dokument: Der Einfluss von Natriumthiosulfat auf die mitochondriale Funktion und den oxidativen Stress im septischen Rattenmodell
| Titel: | Der Einfluss von Natriumthiosulfat auf die mitochondriale Funktion und den oxidativen Stress im septischen Rattenmodell | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=65634 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240429-104127-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Kanatli, Yasin Danyal [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Picker, Olaf [Gutachter] Aissa, Joel [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Einleitung: Die Mortalität der Sepsis, insbesondere des septischen Schocks mit Multiorganversagen
(MODS) bleibt trotz einer leitliniengerechten Therapie hoch. [1] Beim Entstehen eines MODS spielen die mitochondriale Dysfunktion und der oxidative Stress eine entscheidende Rolle. [2] Eine Verbesserung dieser Komponenten könnte neue Therapieziele in der Sepsis darstellen. Es ist bekannt, dass ein erhöhter endogener H2S-Spiegel die Mortalität bei Schweinen im hämorrhagischen Schock und bei Mäusen, während einer LPS-Endotoxämie senken kann. [3; 4] Besonders die mitochondriale Funktion und der oxidative Stress werden durch H2S positiv beeinflusst. [5; 6] Die Applikation von Natriumthiosulfat (STS) ist eine geeignete Methode, um den H2S -Spiegel zu erhöhen und die beobachteten Effekte lassen sich durch die Blockade des ATP-abhängigen Kaliumkanals (KATP) mit Hilfe des Sulfonylharnstoffs Glibenclamid (GL) aufheben. [4; 7; 8] Welchen Einfluss ein erhöhter H2S-Spiegel während einer Sepsis hat, wurde bislang nicht untersucht. Das Ziel dieses Projekts war es zu klären, wie sich ein medikamentös herbeigeführter Anstieg des endogenen H2S-Spiegels im septischen Rattenmodell auf die mitochondriale Funktion und den oxidativen Stress in der Leber und im Colon auswirkt und ob GL die Wirkungen von STS aufhebt. Methoden: Nach Genehmigung durch die zuständige Behörde (AZ: 84-02.04.2015.A538) wurden 40 männliche Wistar-Ratten in 4 Gruppen randomisiert: 1. Kontrolle (Jonosteril/DMSO), 2. STS (1 g/kg in DMSO; i.p.), 3. GL (5 mg/kg in DMSO; i.p.), 4. STS + GL. Alle Gruppen erhielten eine abdominelle Sepsis mittels einer Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP)-Operation. Direkt nach dieser OP und 24h später erhielten die Tiere per intraperitonealer Injektion jeweils die oben angegebene Medikation. Nach der zweiten Injektion erfolgte die Re-Laparotomie, eine 120-minütige Messung der hämodynamischen und mikrozirkulatorischen Parameter und abschließend die Organentnahmen für die Messung der mitochondrialen Funktion und des oxidativen Stresses. Die mitochondriale Funktion wurde mittels Respirometrie in Gewebshomogenaten (Leber und Colon) erfasst, während der oxidative Stress indirekt über eine Bestimmung des Malondialdehyds in den Gewebeproben gemessen wurde. Unter Zugabe von Substraten für Komplex I (Glutamat + Malat) und Komplex II (Succinat) der Atmungskette konnte die basale (State 2) und nach Addition von ADP die maximale (State 3) Geschwindigkeit der oxidativen Phosphorylierung (OXPHOS) gemessen werden. Respiratory Control Ratio (RCR = State 3/State 2) und ADP/O Ratio (zugegebenes ADP/verbrauchter Sauerstoff) wurden als Parameter der mitochondrialen Funktion berechnet. Statistik: Kruskal-Wallis-Test mit Dunns Post-hoc-Test, p<0,05 wurde als signifikant betrachtet. Ergebnisse: STS führte zu keiner Veränderung der mitochondrialen Funktion oder des oxidativen Stresses im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Blockade des KATP-Kanals durch GL hatte dabei sowohl mit als auch ohne STS keinen Effekt auf die erhobenen Parameter. Schlussfolgerung: Die pharmakologische Erhöhung des endogenen H2S-Spiegels durch STS während einer experimentell induzierten abdominellen Sepsis bei Ratten scheint keinen protektiven Effekt auf die mitochondriale Funktion oder den oxidativen Stress in Leber und Colon zu haben.Introduction: Sepsis is still a relevant problem in the intensive care. The mortality remains high especially by septic shock resulting in a multi organ failure syndrome (MODS). [1] As possible mechanisms underlying the MODS are considered mitochondrial dysfunction and increased oxidative stress. [2] The modulation of these states could be a new target of the sepsis therapy. Studies showed that a higher concentration of hydrogen sulfide (H2S) can lead to reduced mortality by hemorrhagic shock in pigs and had the same effect by endotoxemia in mice. [3; 4] The protective effect of H2S on mitochondrial dysfunction and oxidative stress are well known. [5; 6] The application of the drug sodium thiosulfate (STS) has been recognized as an effective technique to increase the concentration of endogenous H2S, while the antagonization of the ATP-dependent potassium channel (KATP) with the sulfonylurea glibenclamide (GL) removed the observed effects of H2S. [4; 7; 8] It is unknown, whether a higher H2S concentration has positive effects during sepsis. The aim of our project was to find out how a higher H2S concentration affects the colonic and hepatic mitochondrial function and the oxidative stress under septic conditions and whether the effects of STS are antagonizable by GL. Methods: After getting the official authorization (AZ: 84-02.04.2015.A538) 40 male Wistar rats were randomized in 4 experimental groups: 1. control (Jonosteril/DMSO), 2. STS (1 g/kg in DMSO; i.p.), 3. GL (5 mg/kg in DMSO; i.p.), 4. STS+GL. All animals got a colon ascendens stent peritonitis (CASP)-surgery to induce abdominal sepsis. The medication was applied by intraperitoneal injection immediately after the CASP-surgery and 24 h later. The second application was followed by the relaparotomy, 120 min experiment for assessment of haemodynamic and microcirculatory variables and finally by the organ removal for the measurement of the mitochondrial function and oxidative stress. The mitochondrial function was measured in tissue homogenates (liver and colon) using respirometry and the oxidative stress was assessed indirectly by measuring the concentration of malondialdehyde (MDA) in the shock frozen tissue samples. Substrates to stimulate complex I (glutamate+malate) and complex II (succinate) to assess the basal O2 consumption (State 2) of oxidative phosphorylation (OXPHOS) and additionally ADP for the maximum O2 consumption (State 3) have been added. Respiratory Control Ratio (RCR = State 3/State 2) and ADP/O Ratio (added ADP/consumed oxygen) were calculated to evaluate the mitochondrial function. Statistics: Kruskal-Wallis test + Dunn’s multiple comparison test, p < 0.05 was considered significant. Results: STS affect neither the mitochondrial function nor the oxidative stress in relation to the control group. The antagonization of the KATP-Channel also had no effect on the measured parameters. Conclusion: The pharmacological raise of the endogenous H2S-concentration seems to have no protective effect on the mitochondrial function or the oxidative stress in liver and colon during an abdominal sepsis in a rodent model. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 29.04.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 29.04.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 17.09.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 25.04.2024 |
