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Standardisierung eines normothermen Hämoperfusionskreislaufes zur Vitalerhaltung eines Jejunumpräparates des Schweins als Grundlage späterer Resorptionsuntersuchungen (2016)

Art

Hochschulschrift

Autor

Schröder-Koch, Nadine (WE 12)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2016 — 128 Seiten

ISBN: 978-3-86387-754-5

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/1677

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Institut für Tierpathologie

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Abstract / Zusammenfassung

Als Ergänzungsmethode zum Tierversuch ist die isolierte Organperfusion ein wichtiges Modell, um im Bereich der Grundlagenforschung, der Toxikologie und Pharmakologie sowie in der Transplantationsmedizin verschiedenste Fragestellungen in vitro untersuchen zu können. Der Darm, als ein Hauptorgan zur Aufnahme körperfremder Substanzen, ist mit seinen komplexen Resorptionsvorgängen wie auch seiner Beteiligung an einer Sepsis, aufgrund seiner Anfälligkeit bezüglich eines Ischämie-Reperfusionsschadens, ein bedeutendes Forschungsobjekt. Um physiologische und pathologische Mechanismen am Darm singulär untersuchen zu können, wurde in vorliegender Arbeit eine etablierte Perfusionsapparatur für die isolierte Darmperfusion modifiziert und standardisiert. Ziel der Studie war eine dreistündige Perfusion der Darmabschnitte, möglichst ohne Funktionsverlust und histologisch erkennbaren Schaden. Für vorliegende Studie wurde 16 narkotisierten Schweinen ein jeweils 150 cm langes, proximal gelegenes Stück Jejunum entnommen und an ein extrakorporales Kreislaufsystem angeschlossen. Die Zeit der warmen Ischämie wurde mit 12,9 ± 3,6 Minuten möglichst kurz gehalten. Als Perfusionsmedium diente autologes Blut. Im Anschluss an die Organentnahme wurden die Tiere mittels Blutentzug getötet. Das perfundierte Blut war einem ständigen Gasaustausch sowie einer Dialyse unterworfen. Zudem wurde aufgrund der zentralen Denervierung des Darms kontinuierlich eine geringe Menge Noradrenalin mittels Perfusor zugefügt. Die hämodynamischen Parameter konnten permanent abgelesen werden und wurden alle 20 Minuten aufgezeichnet. Der Darm wurde vor und nach der Perfusion gewogen, nach der Perfusion einmal mit und einmal ohne Mesenterium. Nach Beendigung des Versuchs wurden jeweils aus dem proximalen, mittleren und distalen Abschnitt des Jejunums Gewebeproben entnommen (V prox, Vmed, Vdist). Die daraus angefertigten histologischen Schnitte wurden mit zuvor entnommenen Nativgewebeproben (Kprox, Kdist) des nicht perfundierten Jejunums desselben Tieres verglichen. Histologisch beurteilt wurden die Ödematisierung der einzelnen Darmschichten sowie die Integrität der Mukosa. Bei der statistischen Auswertung kam der Wilcoxon- Vorzeichen-Rang Test als nichtparametrischer Test für zwei verbundene Stichproben zum Einsatz. Der Organwiderstand fiel von seinem anfänglich hohen Wert im Median von 0,5 mmHg/ml/100g auf einen Median von 0,26 – 0,34 mmHg/ml/100g im Lauf des Versuches ab. Dies korrelierte mit dem Sauerstoffverbrauch, der tendenziell in den ersten 40 Minuten des Versuches auf einen Median von 88,7 μmol/min/100g anstieg; bei gleichzeitig abnehmendem Organwiderstand. Einzelne Därme erreichten Spitzenwerte von 252 – 291 μmol/min/100g, was sich auch in den Ergebnissen der histologischen Untersuchung in Form einer nahezu unbeschädigten Mukosa wiederspiegelte. Die Integrität und Funktionalität der Darmmukosa zeigte sich auch anhand der beiden signifikanten Anstiege der Glukoseresorption nach Applikation der Maltoselösung und korrelierte mit den histologischen Ergebnissen der perfundierten Därme (Vprox, Vmed, Vdist). Diese zeigten im Vergleich zu den Kontollgruppen (Kprox, Kdist) ohne Schädigung der Mukosa (Score 0) nur eine minimale Abhebung des Schleimhautepithels von der Lamina propria bei intaktem Mikrovillisaum (Score 1). Die Mediane der Laktatwerte lagen während des gesamten Versuchsablaufes bei Werten zwischen 7,4 und 8,5 mg/dl/100g und spiegelten zusammen mit dem Sauerstoff- und Glukoseverbrauch ebenfalls die Vitalität des Organs wider. Die Gewichtuntersuchungen ergaben, dass sich das aus dem Versuch resultierende Ödem vorwiegend im Mesenterium befand (Mediane: Nettogewicht ante perfusionem 160,8 g, Nettogewicht post perfusionem 292,7 g, Nettogewicht post perfusionem nach Abtrennung des Mesentriums 121,5 g). Dies spiegelten auch die histologischen Untersuchungen wider, wobei die Ödematisierung der Serosa in den Kontrollgruppen (Kprox, Kdist) wie auch in den Versuchsgruppen (Vprox, Vmed, Vdist) im Median einem geringradigen Ödem entsprach (Score1) und bereits intraoperativ entstanden war. Die Tunica muscularis wies nach Beendigung des Versuches in den Gruppen Vmed und Vprox sogar eine geringere Ödematisierung auf (Median Score 0,5) als in den beiden Kontrollgruppen Kprox und Kdist (Median Score 1). Auch der Ödematisierungsgrad des Tela submucosa war ausschließlich in der Vdist Gruppe mit einem Median von Score 1,25 gegenüber den Kontrollgruppen Kprox und Kdist mit einem Median von Score 1 erhöht und stand somit ebenfalls nicht im Zusammenhang mit der durchgeführten Perfusion. Da die Ödeme ausschließlich perivaskulär auftraten, ist anzunehmen, dass die Ödemflüssigkeit vornehmlich aus den nicht kanülierten Lymphgefäßen ausgetreten war. Die Tunica mucosa zeigte bei den Kontrollgruppen Kprox und Kdist eine Ödemausprägung im Median von Score 0 und Score 0,5, die sich während der Perfusion ebenfalls nicht verschlechterte (Mediane: Vprox Score 0, Vmed Score 0, Vdist Score 0,5). Das hier etablierte, isoliert hämoperfundierte Jejunummodell stellt eine vielversprechende Basis für eine Vielzahl weiterer Untersuchungen zu intestinalen Resorptionsvorgängen sowie für Fragestellungen zum Ischämie-Reperfusionsschaden insbesondere in der Transplantationsmedizin dar.