Wirkung von Hypoxie und repetitiven Isofluran- und Sevofluran-Expositionen auf die eNOS- und iNOS-Expression sowie auf die NO-Produktion humaner zerebraler Endothelzellen (in vitro)

Unter Narkose mit Isofluran sowie Sevofluran herrscht eine "Luxusdurchblutung des Gehirns“, da diese volatilen Anästhetika einen zerebral vasodilatierenden Effekt ausüben. Es wird angenommen, dass dieser Effekt durch NO vermittelt wird, da bei Mäusen unter Narkose mit Isofluran die Zunahme des zerebralen Blutflusses durch Gabe eines unspezifischen NO-Synthase(NOS)-Inhibitors deutlich vermindert wird. Bei Ratten führen Narkosen mit Isofluran und Sevofluran zu einem Anstieg der NO-Konzentration im zerebralen Kortex, was ebenso durch die Gabe eines unspezifischen NOS-Inhibitors reduziert wird. Darüber hinaus wird beobachtet, dass bei Ratten, die als Kontrollgruppe dienen, das zerebrale Blutvolumen unter repetitiver Isofluran Monoanästhesie sukzessive zunimmt. Ziel dieser Arbeit war es, in Zellkultur humaner zerebraler Endothelzellen herauszufinden, ob die sukzessive Zunahme des zerebralen Blutvolumens unter wiederholter Anästhesie mit volatilen Anästhetika durch den NO-Pathway der zerebralen Endothelzellen vermittelt wird. Hierfür wurden hCMEC/D3-Zellen, eine immortalisierte Zelllinie humaner zerebraler Endothelzellen mit spezifischen Eigenschaften der Blut-Hirn Schranke (BHS), ein-, zwei- oder dreimal für je eine Stunde im Abstand von 12 Stunden 1 oder 2 MAK Isofluran oder Sevofluran ausgesetzt. Anschließend wurde jeweils die NO-Produktion im Zellmedium mittels kolorimetrischem Griess-Assay und GC-MS-Messung sowie die eNOS- und die iNOS-Expression mittels Western-Blot analysiert. Es konnte jedoch kein Effekt nachgewiesen werden. Hierbei bleibt unklar, worin dies begründet ist. Denkbar wäre zum einen, dass der in vivo beobachtete Anstieg der NO-Konzentration nicht auf Endothelzellen sondern auf Neurone oder Glia-Zellen zurückzuführen ist. Zum anderen könnte dies darin begründet sein, dass die komplexen BHS-spezifischen Eigenschaften der Zelllinie hCMEC/D3 in Kultur zumindest teilweise einer Dedifferenzierung unterliegen. Anhand von Versuchen mit Hypoxie wurde darüber hinaus gezeigt, dass signifkante Unterschiede in der eNOS-Expression, falls vorhanden, mit unseren Versuchen messbar sind. Das Verhalten der hCMEC/D3, mit einem signifikanten Abfall der eNOS-Expression (von 1,93 +/- 0,69 auf 1,02 +/- 0,38 unter Hypoxie (p < 0,05)) und ausbleibendem Anstieg der iNOS-Expression unter 24-stündiger Hypoxie, konnte jedoch nicht eindeutig dem in der Literatur beschriebenen Verhalten anderer zerebraler Endothelzellen oder Endothelzellen anderer Körperregionen zugeordnet werden. Dies spricht möglicherweise dafür, dass die hCMEC/D3 einer Dedifferenzierung unterlagen. Künftige Untersuchungen mit nicht immortalisierten zerebralen Endothelzellen können über den Zusammenhang zwischen Expositionen mit volatilen Anästhetika und der eNOS- sowie iNOS-Expression Aufschluss geben