Der Einfluß konventioneller und modifizierter hyperglykämischer Reperfusion mit und ohne Alprostadil auf die Ischämie- und Reperfusionsschäden am Schweinemodell

Der Einfluss konventioneller und modifizierter hyperglykämischer Reperfusion mit und ohne Alprostadil auf die Ischämie- und Reperfusionsschäden des Skelettmuskels wurde an 24 Schweinen untersucht. Nach der Narkose wurden sechs Versuchstiere als in vivo Kontrollgruppe instrumentiert und für 7,5 Stunden ohne Ischämie beobachtet (Gruppe1, n = 6). Bei den anderen Versuchstieren wurde eine künstliche Ischämie der Hinterläufe durch Abklemmen der infrarenalen Aorta für sechs Stunden hervorgerufen. Im Anschluß daran folgte in Gruppe 2 (n = 8) eine konventionelle Reperfusion mit normalem Blut unter systemischem Druck. Gruppe 3 (n = 5) und Gruppe 4 (n = 5) erhielten in den ersten 30min der Reperfusionsphase eine modifizierte hyperglykämische Reperfusion im Verhältnis von einem Teil Reperfusat zu sechs Teilen Blut. Die Zusammensetzung des Reperfusats war: 500ml 10-prozentiger Glukoselösung, 200ml Citrat–Phosphat–Dextrose (CPD), 10ml Tromethamol (THAM), 125ml Aspartat und Glutamat in einer Konzentration von jeweils 13mmol/l und 180ml Kochsalzlösung (0.9%). Die Gruppe 4 erhielt zusätzlich zur modifizierten Reperfusion 20μg Alprostadil. Beide Gruppen wurden unter kontrollierten Bedingungen (intraaortaler Druck von 40mmHg, Blutfluß von 400–500ml pro min und einer konstanten Temperatur von 37°C) reperfundiert. Die sechsstündige komplette Ischämie führte zu einem hochsignifikanten Rückgang des Muskel pH–Wertes, der Muskeltemperatur und des Bewegungsgrads im Kniegelenk des Schweinehinterlaufs. Die energiereichen Phosphate nahmen um etwa 50%, verglichen mit den Ausgangswerten, ab, und in der systemischen Zirkulation zeigte sich ein beträchtlicher Anstieg der CK, der LDH und des Kaliums. Im Anschluss an die sechsstündige ischämische Periode führte die konventionelle Reperfusion unter systemischem Druck zu schweren Reperfusionsschäden. Als Zeichen der Zellschädigung zeigte sich im Verlauf der 90-minütigen Reperfusion eine erhebliche Zunahme des Wassergehalts im Skelettmuskel, der Muskelrigidität und der systemischen CK-, LDH- und Kaliumkonzentration. Der Blutfluß in der Extremität und in der A. Iliaca, der Sauerstoff- und Glukoseverbrauch nahmen signifikant ab, und die Konzentration der Gesamtadeninnukleotide sowie der Muskel-pH lagen am Ende der Reperfusionsphase auf dem postischämisch niedrigen Niveau. Im Gegensatz zur konventionellen Reperfusion konnte aufgezeigt werden, dass eine deutliche Verbesserung des Metabolismus und der Funktion der Beine erreicht werden kann, indem die Art der Reperfusion und die Zusammensetzung des Reperfusats in den initialen 30 Minuten der Reperfusionsphase modifiziert werden (Gruppe 3 und Gruppe 4). Die modifizierte hyperglykämische Reperfusion (Gruppe 3) vermochte den Sauerstoffverbrauch den Kontrollwerten anzugleichen und verhinderte die Ausbildung von Gewebsödemen. Desweiteren konnten hierdurch der Gehalt der Adeninnukleotide im Gewebe zu 93% den Ausgangswerten angeglichen und die CK-, LDH- und Kaliumfreisetzung signifikant erniedrigt werden. Der Bewegungsgrad im Kniegelenk des Schweinehinterlaufs als Maß für die Muskelrigidität und Funktionalität war im Vergleich zur konventionellen Reperfusion deutlich erhöht. Zudem resultierte die Bereitstellung des hyperglykämischen Reperfusats in einer hochsignifikanten Zunahme des Glukoseverbrauchs im Vergleich zur Kontrollgruppe und der konventionellen Reperfusion. Der Zusatz von Alprostadil (Gruppe 4) zeigte bezüglich der Ödem-entstehung, der CK-, LDH- und Kaliumfreisetzung und dem Glukose- und Sauerstoffverbrauch vergleichbare Ergebnisse mit Gruppe 3. Ausserdem zeigte sich ein signifikanter Anstieg des des intramuskulären pH–Werts und der Blutfluß in der Arteria iliaca war, verglichen mit Gruppe 3 und sogar mit Gruppe 1 (Kontrolle), signifikant erhöht. Auch der Bewegungsgrad als Maß für die Muskelrigidität lag höher als in Gruppe 3 und war vergleichbar den Ausgangswerten. Die Ergebnisse dieser Studie verdeutlichen noch einmal die Wichtigkeit der Entwicklung von Behandlungsstrategien speziell in der initialen Reperfusionsphase, um weiteren Schaden an dem ohnehin durch Ischämie geschädigten Gewebe zu vermeiden. Zukünftige Studien sollten Hinweise darauf geben, inwiefern weitere Modifikationen der initialen Reperfusion zur Erhaltung der Skelett-muskulatur und deren Funktion beitragen können