Dokument: Der Einfluss verschiedener Anästhetika auf die mitochondriale Funktion in Colon und Leber im septischen und nicht-septischen Rattenmodell

Titel:	Der Einfluss verschiedener Anästhetika auf die mitochondriale Funktion in Colon und Leber im septischen und nicht-septischen Rattenmodell
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=74986
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20261112-155437-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Fröbel, Anna Emilia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,19 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 06.11.2026 / geändert 06.11.2026
Beitragende:	Prof. Dr. Picker, Olaf [Gutachter] Prof. Dr. Rapp, Marion [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die Sepsis ist definiert als lebensbedrohliche Organdysfunktion, die durch eine inadäquate Wirtsantwort auf eine Infektion hervorgerufen wird. Sie ist weltweit mit einer hohen Inzidenz und Letalität assoziiert. Es existieren Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen mitochondrialer Funktion (MF) und dem sepsisinduzierten Organversagen. Anästhetika können die MF unterschiedlich verändern und organspezifisch wirken. Sowohl intestinale als auch hepatische Störungen korrelieren mit der Mortalitätsrate bei Sepsis. Zur MF im Colon liegen bislang nur wenige Daten vor. Für die Leber gibt es kaum Untersuchungen, die die Effekte mehrerer Anästhetika miteinander vergleichen. Das Ziel dieser Arbeit war daher, die Wirkung von fünf gängigen Anästhetika auf die MF in Colon und Leber unter septischen und nicht-septischen Bedingungen zu vergleichen. In einer verblindeten in-vivo-Studie wurden 120 Wistar-Ratten in 10 Gruppen (𝑛= 12) randomisiert. Die Gruppen 1 bis 5 wurden einer sterilen Laparotomie (Sham) unterzogen. Bei den Gruppen 6 bis 10 wurde mittels Colon-Ascendens-Stent (CASP) eine abdominelle Sepsis induziert. Nach 24 Stunden wurde eine Relaparotomie durchgeführt. Die Narkoseaufrechterhaltung erfolgte je nach Gruppenzugehörigkeit mit Isofluran, Sevofluran, Propofol, Midazolam oder Dexmedetomidin. Nach 90 Minuten wurden alle Tiere durch Exsanguination getötet und Gewebe aus Colon und Leber entnommen. Anschließend erfolgte die Messung der MF in Colon- und Leberhomogenaten durch Respirometrie. Es wurde der basale Sauerstoffverbrauch (State 2) nach Gabe von Substraten für Komplex I (Glutamat/Malat) und für Komplex II (Succinat) der Atmungskette sowie der maximale Sauerstoffverbrauch (State 3) nach ADP-Gabe gemessen. Zudem wurde die ADP/O-Ratio als Maß für die Effizienz der oxidativen Phosphorylierung bestimmt. Als Parameter der Kopplung zwischen Atmungskette und oxidativer Phosphorylierung wurde ein Respiratory Control Index (RCI - State 3/2) herangezogen. Die statistische Auswertung erfolgte mittels Kruskal-Wallis-Test mit Dunn-Korrektur; p < 0,05 wurde als signifikant gewertet. Signifikante Unterschiede konnten nur für die MF in der Leber und nur bei nicht-septischen Tieren festgestellt werden: Nach einer Narkose mit Isofluran war die ADP/O-Ratio nach Stimulation der Atmungskette über Komplex II signifikant höher als nach Midazolam-Narkose. Außerdem war State 3 nach Stimulation der Atmungskette über Komplex I nach Propofol-Narkose signifikant niedriger als nach Midazolam-Narkose. Für die mitochondriale Funktion im Colon zeigten sich zwischen den untersuchten Anästhetika keine signifikanten Unterschiede. Bei den septischen Tieren konnten weder für die MF in der Leber noch im Colon signifikante Unterschiede gemessen werden. Die vorliegende Arbeit zeigt somit, dass sich die untersuchten Anästhetika in ihrem Effekt auf die MF in der Leber bei nicht-septischen Tieren geringfügig unterscheiden. Hinsichtlich ihres Effekts auf die MF im Colon und bei septischen Tieren gibt es keine signifikanten Unterschiede zwischen den verschiedenen Anästhetika. Sepsis is defined as a life-threatening organ dysfunction caused by a dysregulated host response to infection. It is associated with a high incidence and mortality worldwide. Evidence suggests an association between mitochondrial function (MF) and sepsis-induced organ failure. Anesthetic agents may affect mitochondrial function differently and exert organ-specific effects. Both intestinal and hepatic dysfunction are associated with increased mortality in sepsis. To date, only limited data are available regarding mitochondrial function in the colon. In the liver, only few studies have compared the effects of different anesthetic agents on mitochondrial function. The aim of this study was therefore to compare the effects of five commonly used anesthetic agents on mitochondrial function in the colon and liver under septic and non-septic conditions. In a blinded in vivo study, 120 Wistar rats were randomized into 10 groups (n = 12). Groups 1 to 5 underwent sterile laparotomy (sham procedure). In groups 6 to 10, abdominal sepsis was induced using the colon ascendens stent peritonitis (CASP) model. After 24 hours, relaparotomy was performed. Depending on group allocation, anesthesia was maintained with isoflurane, sevoflurane, propofol, midazolam, or dexmedetomidine. After 90 minutes, all animals were euthanized by exsanguination, and tissue samples from the colon and liver were collected. Mitochondrial function in colon and liver homogenates was subsequently assessed by respirometry. Basal oxygen consumption (state 2) after administration of substrates for complex I (glutamate/malate) and complex II (succinate) of the respiratory chain, as well as maximal oxygen consumption (state 3) after ADP stimulation, were measured. In addition, the ADP/O ratio was determined as a parameter of oxidative phosphorylation efficiency. The respiratory control index (RCI; state 3/state 2) was used as a parameter of coupling between the respiratory chain and oxidative phosphorylation. Statistical analysis was performed using the Kruskal–Wallis test with Dunn’s correction; p < 0.05 was considered statistically significant. Significant differences were detected only in hepatic mitochondrial function and only in non-septic animals: Following isoflurane anesthesia, the ADP/O ratio after stimulation of the respiratory chain via complex II was significantly higher compared to midazolam anesthesia. Furthermore, state 3 respiration after stimulation of the respiratory chain via complex I was significantly lower following propofol anesthesia compared to midazolam anesthesia. No significant differences in mitochondrial function of the colon were observed between the investigated anesthetic agents. In septic animals, no significant differences in mitochondrial function were detected either in the liver or in the colon. In conclusion, the present study demonstrates that the investigated anesthetic agents differ slightly in their effects on hepatic mitochondrial function in non-septic animals. With regard to their effects on mitochondrial function in the colon and under septic conditions, no significant differences were observed between the different anesthetic agents.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	12.11.2026
Dateien geändert am:	12.11.2026
Promotionsantrag am:	30.07.2026
Datum der Promotion:	27.10.2026