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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-60535
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/6053/


Semmelmann, Axel

Die Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies in der isoliert perfundierten Rattenniere - der Effekt von Organkonservierungslösungen

The release of reactive oxygen species in the isolated perfused rat kidney - the effect of organ preservation solution

Dokument1.pdf (1.219 KB) (md5sum: 936af6c2733d47d1c5cdac86dcd6e428)

Kurzfassung in Deutsch

In der Pathophysiologie von Ischämie-Reperfusion (I-R)und Hypothermie gilt die Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) als kritisches Ereignis. Aufgrund hochreaktiver Eigenschaften von ROS ist aber wenig über die Kinetik und Mechanismen der Freisetzung und den Einfluß von Organ-konservierungslösungen bekannt. Ziel dieser Studie war die Analyse von Kinetik und Quantifizierung der ROS-Freisetzung mittels Elektronenspinresonanz-Spektroskopie (ESR) und der Vergleich der Konservierungslösungen University of Wisconsin (UW) und Histidin-Tryptophan-Ketoglutarat (HTK) hisichtlich antioxidativer Eigenschaften und Effekt auf Organschäden. Mittels ESR erfolgte der direkte Nachweis der ROS-Freisetzung am Modell der isoliert perfundierten Rattenniere. Zur Stabilisierung der hochreaktiven ROS diente das spin label CMH. Die Parameter unter folgenden Versuchsbe-dingungen erhoben: In der sham-Gruppe wurden die Organe explantiert, das Gewebe als Referenz für weitere Analysen aufbereitet. In der Kontrollgruppe wurden die Nieren direkt nach der Explantation dem experimentellen Protokoll von I-R unterworfen. Zur Untersuchung des Einflusses von hypothermer Lagerung und der Konservierungslösung auf ROS-Freisetzung und auf Organschäden wurden zwei Gruppen mit 18-stündigen hypothermer Lagerung und anschließender Perfusion erstellt, konserviert in HTK- oder UW-Lösung. Das Perfusionsprotokoll bestand aus einer 20-minütigen Stabilisierungsphase, auf die eine30-minütige Ischämie mit 45-minütiger Reperfusion als zusätzlicher Belastungstest folgte. Die ROS-Messung erfolgte in Perfusat-, Urin- und in Gewebeproben. Die Effizienz der Konservierungslösungen wurde auch in einer biochemischen Analyse untersucht. Zur Evaluation der renalen Funktion wurden der renovaskuläre Widerstand, der Urinfluss und die Ausscheidung des spin labels sowie die metabolische Aktivität bestimmt. Die Integrität des Organs wurde anhand der Aktivität der Caspase-3, Gewebehydration und der ATP-Konzentration beurteilt.
In allen experimentellen Gruppen konnte nach der dreißigminütigen Ischämie in der Reperfusion eine
Steigerung der ROS-Freisetzung gegenüber der initialen Stabilisierungsphase registriert werden, die in der unmittelbaren Reperfusion einen deutlichen Peak aufwies. Die vorausgegangene hypotherme Lagerung resultierte in signifikant erhöhter ROS-Produktion der HTK-Gruppe in der Stabilisierungs-phase und nach zusätzlicher Ischämie in der Reperfusion, die UW konservierten Nieren unterschieden sich nicht signifikant von den Kontrollen.Die biochemischen Analyse zeigte eine deutliche konzen-trationsabhängige Hemmung der ROS-Freisetzung der UW-Lösung, aber nur schwache antioxidative Effekte HTK-Lösung nur ausübte. Im Vergleich zur Kontrollgruppe führte die hypotherme Lagerung zu einer Exazerbation der funktionellen und strukturellen Organschäden. Wobei die strukturelle und funktionelle Schädigung in der HTK-Gruppe deutlich ausgeprägter war als nach UW-Konservierung.
In der Transplantationsforschung besteht eine Kontroverse hinsichtlich bestehender Unterschiede in der Effizienz der Konservierungslösungen UW und HTK. Unsere tierexperimentellen Daten sprechen für eine klare antioxidative Überlegenheit der UW-Lösung gegenüber der HTK-Konservierungslösung nach 18 Stunden hypothermer Lagerung und I-R.


Kurzfassung in Englisch

Despite the causative role of oxidative stress in renal
ischemia-reperfusion (I-R) injury effects of preservation
solutions on reactive oxygen species (ROS) release have not
been sufficiently evaluated. We compared the effects of most
common solutions in kidney transplantation, University of
Wisconsin (UW) and Histidine–Tryptophan–Ketoglutarate
(HTK). ROS formation in isolated perfused rat kidney was
detected by electron spin resonance spectroscopy using spin
label 1-hydroxy-3-methoxycarbonyl-2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine.
Donor kidneys from Lewis rats were pretreated
with saline (controls), in therapeutic groups, kidneys
underwent 18 h of cold storage (CS) preserved by HTK or UW
solution. Experimental protocol included a stabilization
period followed by additional I-R. Kidneys preserved by HTK
produced highest ROS values in the control period after CS,
whereas levels in UW and control group did not vary
significantly. A peak release induced by additional I-R was
also significantly highest in HTK kidneys, and UW did not
differ from controls. During reperfusion, levels in HTK
exceeded control and UW values. Renal vascular resistance,
caspase-3-activity, and tissue hydration were enhanced in
HTK compared with UW group, whereas ATP concentration
was less reduced in UW-preserved tissue. These data show
the greater antioxidative potential of UW solution, which also
attenuated organ impairment after CS in the early
reperfusion period.


SWD-Schlagwörter: Transplantation , Ischämie , Reperfusion , Reaktive Sauerstoffspezies , Hypothermie , Niere , Nierentransplantation
Freie Schlagwörter (englisch): kidney , transplantation , ischemia , reperfusion , reactive oxygen species , preservation solution , isolated perfusion
Institut: Chirurgische Univ.-Klinik
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Dobschütz, Ernst von (PD Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 30.07.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 01.12.2008
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