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Untersuchungen zur kardioprotektiven Wirkung von Pyruvat am isolierten hämoperfundierten Schweineherzen unter Ischämiebedingungen (2006)

Art

Hochschulschrift

Autor

Lehmann-Drache, Christiane (WE 2)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2006 — VII, 97 Seiten

ISBN: 978-3-86664-146-4

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/826

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Abstract / Zusammenfassung

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die kardioprotektive Wirkung des glykolytischen Zwischenproduktes Pyruvat während normothermer Perfusion und einer Ischämie an isoliert hämoperfundierten Schweineherzen darzustellen. Die Untersuchungen wurden im Rahmen des BMBF-Projektes „Physiologische Hämoperfusion von isolierten Organen und ihr Einsatz zum Ersatz von Tierversuchen“ durchgeführt. Die Herzen entstammten von insgesamt 28 Schweinen, welche auf dem Schlachthof Eberswalde und im Tier-OP der tierexperimentellen Abteilung der Charité und Campus Virchow-Klinikum gewonnen wurden. Zur Perfusion der Herzen wurde ein System benutzt, welches einen extrakorporalen Kreislauf darstellt. Über ein Dialysemodul wurde das verwendete Blut-Perfusionsgemisch oxygeniert und dialysiert, sowie über einen Wärmekreislauf konstant temperiert. Die Perfusion der Kontrollherzen (n=6) diente zur Überprüfung der Stabilität des Perfusionsaufbaus und soll die experimentelle Brauchbarkeit der Organe im Anschluß eines Tierversuches darstellen. Es erfolgte die Messung von folgenden Parametern: Herzfrequenz (HR), linker systolischer Ventrikeldruck (LVPmax), linker enddiastolischer Ventrikeldruck (LVEDP), entwickelter Druck im zeitlichen Verlauf (dP/dtmax), koronarer Perfusionsdruck (CPP) und koronarer Blutfluß (CBF). Die Bewertung erfolgte durch den Vergleich der Messwerte ausgewählter Versuchsparameter mit ihren physiologischen oder experimentell bestätigten Referenzwerten. Die Versuchsgruppe bestand aus n=10 Herzen. Vor Versuchsbeginn erfolgte eine Stabilisierung der hämodynamischen Parameter, sowie die Äquilibrierung des pH-Wertes. Ausschlaggebende Parameter für den Beginn der Versuchsphase waren das Erreichen eines physiologischen Perfusionsdruckes von 80-120 mmHg bzw. 10,64-15,96 kPa und eines hämodynamischen und rhythmologisch stabilen Perfusionsverlaufes. Gemessen wurden globale (LVP) und regionale ( IMP und Wth) mechanische Parameter. Außerdem wurden koronarer Perfusionsdruck (CPP), Herzfrequenz (HR), koronarer Blutfluß (CBF) und die regionale Herzarbeit (Wanddicken-Druck-Schleifen) erfasst. Unter der Zufuhr einer überphysiologischen Konzentration von Pyruvat (5mMol/l) unter nicht ischämischen Bedingungen konnte kein signifikanter Einfluß von Pyruvat auf die globale und regionale Herzfunktion nachgewiesen werden. Durch Unterbrechung der Blutzufuhr des RIVA der linken Koronararterie wurde eine Ischämie induziert. Die unter der Okklusion 1 gewonnenen Messdaten dienten als Referenzwerte. Während einer zweiten vergleichbaren Ischämiephase wurde eine überphysiologische Konzentration von Pyruvat (5mMol/l) dem Dialysat zugeführt. In dieser Versuchsphase konnte eine signifikante Steigerung (p=0,005) der globalen Funktionsparameter (LVPmax um 58,8 % und LVPdev um 80,1 %) nachgewiesen werden. Die Messungen der regionalen myokardialen Funktion unter dem Einfluß von Pyruvat ergaben signifikante Verbesserungen (p=0,005) des intramyokardialen Druckes (IMPsys mit 91,3 % und IMPdev mit 79,1 %) in der ischämischen Region. Die Wanddickenänderung (Wth1%) dokumentiert unter Pyruvateinfluß eine signifikante Zunahme (p=0,017) des lokalen Funktionsparameters in der ischämischen Region. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Applikation einer überphysiologischen Konzentration von Pyruvat während einer Ischämie die Kontraktilität des Myokards signifikant verbessert. Der nachgewiesene positiv inotrope Effekt lässt sich durch die gesteigerte Ca2+-Freisetzung aus dem sarkoplasmatischen Retikulum und dem Anstieg des cytosolischen Phosphorylierungspotentials erklären. Desweiteren hat Pyruvat eine höhere Affinität zum Monocarboxylat-Transporter als Laktat und fungiert somit als ein effektiver und natürlicher Inhibitor zur myokardialen Laktataufnahme. Die Ergebnisse am isoliert hämoperfundierten Schweineherzen sind zum großen Teil mit den Resultaten aus in-vivo-Experimenten in Tieren vergleichbar. Daher eignet sich das beschriebene Modell als Alternative zum Ganztierversuch und kann damit zu einer wesentlichen Reduktion von Tierversuchen beitragen.