1 EINLEITUNG
1.1 Denotation und klinische Bedeutung: Sepsis, SIRS, MODS
Entzündungsreaktionen sind komplexe Antworten des Organismus auf verschiedenste endo- und exogene Noxen und Traumata. In Abhängigkeit von Dauer und Stärke der Noxe oder des Traumas sowie der Immunlage des Patienten kann sich dieser Zustand in systemischem Ausmaß manifestieren. Dieser Status der "Ganzkörperentzündung" ist ein kongruentes klinisches Syndrom verschiedenster Ätiologien. So können ausgedehnte Ischämien, hämorrhagischer Schock, Pankreatitis, Polytrauma und Verbrennung ebenso wie verschiedene Infektionen (bakteriell, viral, parasitär) ab einem bestimmten Ausmaß zu einem ähnlichen oder sogar identischen klinischen Bild führen. Dieser stereotype Symptomenkomplex geht von einer exzessiven und inadäquaten Produktion von Entzündungsmediatoren durch aktivierte Leukozyten aus und wird nach neuester, international gültiger Definition, unabhängig von der Ursache, als SIRS (systemic inflammatory response syndrome) bezeichnet [Bone et al. 1992]. Die bisherige Uneinigkeit über das Krankheitsbild "Sepsis" und seine Einschlußkriterien drückt sich unter anderem in international äußerst divergierenden Angaben zu Inzidenz und Mortalität aus. Daher wurde eine neue und differenzierte Begriffsbestimmung notwendig. Die Sepsis versteht sich nach dieser Definition der American Thoracic Society und der Society of Critical Care Medicine als Systemantwort auf eine Infektion und ist Teilbereich des SIRS. Einschlußkriterien sind Hypo- oder Hyperthermie, Tachykardie, Hyperventilation und Leukozytose/Leukopenie, wobei zwei oder mehr Merkmale zutreffen müssen. Die Sepsis dient exemplarisch vielen experimentellen Modellen zur Erforschung der wahrscheinlich gemeinsamen Pathogenese und Pathophysiologie des SIRS. Es bestehen hierbei keine klinischen, morphologischen oder biochemischen Unterschiede zwischen Patienten mit Sepsis (septischer Fokus und Bakteriämie) und SIRS (kein Fokus, keine Bakteriämie) [Nast-Kolb et al. 1991; Goris et al. 1985].
[...]
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Denotation und klinische Bedeutung: Sepsis, SIRS, MODS
1.2 Intestinale Mikrozirkulation bei Endotoxinämie
1.3 Sauerstoffradikale in der Pathogenese der Sepsis
1.4 U74006F - ein experimenteller Ansatz zur Sepsistherapie
1.5 Fragestellung der Arbeit
2 Material und Methodik
2.1 Versuchstiere
2.2 Chirurgische Eingriffe und Anästhesie
2.2.1 Implantation der intravasalen Katheter und Tracheotomie
2.2.2 Präparation des Mesenteriums
2.2.3 Induktion der Endotoxinämie
2.3 Technischer Versuchsaufbau
2.3.1 Experimentelles Monitoring
2.3.2 Intravitale Fluoreszenzmikroskopie und Videotechnik
2.3.3 Auswerteeinheit
2.4 Meßverfahren für die Mikrozirkulation
2.4.1 Messung der Erythrozytengeschwindigkeit
2.4.2 Leukozyten-Endothel-Interaktionen
2.4.3 Quantifizierung der Plasmaextravasation und der Gefäßdurchmesser
2.4.4 Hämatologische Parameter und Säure-Basen-Haushalt
2.5 Versuchsdesign
2.6 Statistische Analyse
3 Ergebnisse
3.1 Hämodynamische Parameter/ Vitalwerte
3.1.1 Arterieller Mitteldruck
3.1.2 Herzfrequenz
3.1.3 Atemfrequenz
3.1.4 Erythrozytengeschwindigkeit
3.1.5 Gefäßdurchmesser
3.1.6 Volumetrischer Blutstrom
3.1.7 Wandscherraten („shear forces“)
3.2 Leukozyten-Endothel-Interaktionen
3.2.1 Leukozytenadhärenz
3.2.2 Leukozytenemigration
3.2.3 Extravasation von FITC-markiertem Albumin
3.3 Hämatologische Analysen
3.3.1 Systemische Leukozytenzählung
3.3.2 Systemische Thrombozytenzahl
3.3.3 Hämoglobin, Hämatokrit, Erythrozytenzahl
3.4 Blutgasanalyse und Säure-Base-Status
3.4.1 pH-Werte
3.4.2 Arterieller Sauerstoffpartialdruck
3.4.3 Arterieller Kohlendioxid-Partialdruck
4 Diskussion
4.1 Kritik von Methodik und Materialien
4.2 Diskussion der Ergebnisse
4.2.1 Hämodynamik/ Vitalwerte
4.2.2 Leukozyten-Endothel-Interaktion
4.2.3 Plasmaextravasation (capillary leak)
4.2.4 Hämatologische Veränderungen
4.2.5 Blutgasanalyse und Säure-Basen-Haushalt
Zielsetzung und Themen der Arbeit
Die vorliegende Arbeit untersucht experimentell den Einfluss des Radikal-Scavengers U74006F (Tirilazad) auf die Mikrozirkulation, die Leukozytenadhärenz und die Plasmaextravasation im Mesenterium der Ratte während einer bakteriellen Endotoxinämie, um potenzielle therapeutische Ansätze zur Reduktion von Organschäden bei Sepsis zu evaluieren.
- Analyse der intestinalen Mikrozirkulation unter Endotoxin-Stress
- Untersuchung der Leukozyten-Endothel-Interaktionen und deren Modulation durch Tirilazad
- Quantifizierung der Plasmaextravasation und Gefäßveränderungen mittels Intravitalmikroskopie
- Evaluation der hämodynamischen und hämatologischen Parameter im Sepsismodell
Auszug aus dem Buch
1.4 U74006F - ein experimenteller Ansatz zur Sepsistherapie
Die bekannten inhibitorischen Effekte ultrahoher Steroid-Dosen auf die Initation und Propagation der Lipidperoxidation im ZNS [Hall 1992; Hall 1982] führten 1987, ausgehend vom Methylprednisolon, zur Entwicklung einer Substanz, die imstande war, Sauerstoffradikale zu neutralisieren und die Lipidperoxidation zu hemmen [Hall et al. 1987]. Die Substitution von Aminogruppen am 21-Kohlenstoffatom des Methylprednisolon inaktiviert den Kortikosteroid-Rezeptor und steigert die inhibitorische Lipidperoxidations-Potenz der Substanz im Vergleich zu Methylprednisolon um den Faktor 10^4 [Braughler et al. 1987b].
Die Substanz U74006F, 21-[4-(2,6-di-1-pyrrolidinyl-4-pyrimidinyl)-1-piperazinyl]-16a-methylpregna-1,4,9(11)-triene-3,20-dione monomethansulfonate oder Tirilazad (Freedox®, Fa. Upjohn, Kalamazoo, USA) gehört zur Klasse der 21-Aminosteroide (Lazaroide). Diese Gruppe von chemischen Verbindungen besitzt antiinflammatorische Potenz auf das zentrale Nervensystem, jedoch ohne die klassischen gluko- oder mineralokortikoiden Effekte von Methylprednisolon [Buttgereit et al. 1995; Braughler et al. 1987; Braughler et al. 1987] und wurde ursprünglich zur Akuttherapie ischämischer und traumatischer Läsionen des zentralen Nervensystems entwickelt [Hall et al. 1984]. In verschiedenen Tiermodellen zu Ischämie-Reperfusion und Sepsis wurde gezeigt, daß Tirilazad fähig ist, Lipid-Peroxyl- und Phenoxyl-Radikale zu neutralisieren [Braughler und Pregenzer 1989], die Akkumulation von neutrophilen Granulozyten zu vermindern [Semrad et al. 1993] und endotheliale Strukturen zu schützen [Eversole et al. 1993; Stanley et al. 1993; Braughler und Pregenzer 1989].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Beschreibt die theoretischen Grundlagen von Sepsis, SIRS und MODS, die Rolle der Mikrozirkulation und der Sauerstoffradikale bei Entzündungsprozessen sowie die therapeutische Hypothese für den Einsatz von Tirilazad.
2 Material und Methodik: Erläutert das experimentelle Design mit Wistar-Ratten, die chirurgische Präparation, den Aufbau der intravitalen Fluoreszenzmikroskopie und die statistische Auswertung der mikrozirkulatorischen Daten.
3 Ergebnisse: Präsentiert die erhobenen Daten zu hämodynamischen Parametern, Leukozyten-Endothel-Interaktionen, Plasmaextravasation sowie hämatologischen und blutgasanalytischen Befunden im Vergleich der verschiedenen Gruppen.
4 Diskussion: Bewertet die experimentellen Ergebnisse kritisch, diskutiert die pathophysiologischen Zusammenhänge zwischen Adhärenz, Permeabilität und therapeutischer Intervention und interpretiert die beobachteten Effekte von Tirilazad.
Schlüsselwörter
Sepsis, Endotoxinämie, Mikrozirkulation, Tirilazad, U74006F, Leukozytenadhärenz, Plasmaextravasation, SIRS, MODS, Sauerstoffradikale, Intravitalmikroskopie, Rattenmodell, Endothel, Entzündungsreaktion, Granulozyten.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Dissertation untersucht die pathophysiologischen Mechanismen einer durch Endotoxin induzierten Sepsis im Tiermodell und evaluiert, ob der Radikalfänger Tirilazad Organschäden und mikrozirkulatorische Störungen abmildern kann.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Schwerpunkte liegen auf der Mikrozirkulation, der Leukozyten-Endothel-Interaktion, der Kapillarpermeabilität und der systemischen inflammatorischen Reaktion bei Sepsis.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist der Nachweis, ob die Gabe von Tirilazad die durch Sepsis verursachte Leukozytenadhärenz und die damit verbundene Plasmaextravasation in den postkapillären Venolen in vivo verhindern kann.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Verwendet wurde die intravitale Fluoreszenzmikroskopie an postkapillären Venolen im Mesenterium der Ratte, kombiniert mit computergestützten Analysen der Leukozytenbewegungen und der Fluoreszenzintensität des Plasmas.
Was wird im Hauptteil analysiert?
Im Hauptteil werden hämodynamische Vitalwerte, Leukozytenadhärenz, Leukozytenemigration, Plasmaextravasation sowie hämatologische und Blutgasparameter im Verlauf der 120-minütigen Endotoxin-Infusion bei verschiedenen Behandlungsgruppen verglichen.
Welche Begriffe charakterisieren die Forschungsarbeit?
Zentrale Begriffe sind SIRS (Systemic Inflammatory Response Syndrome), MODS (Multiple Organ Dysfunction Syndrome), Sepsis, Radikal-Scavenger, Endotoxinämie und intravitale Mikroskopie.
Hat Tirilazad die Plasmaextravasation signifikant reduziert?
Nein, obwohl Tirilazad die Leukozytenadhärenz vermindern konnte, stieg die Plasmaextravasation in der Behandlungsgruppe ebenso wie in den anderen Endotoxingruppen an, was auf einen leukozytenunabhängigen Mechanismus der Gefäßleckage hindeutet.
Welche hämatologischen Veränderungen wurden beobachtet?
Es trat eine signifikante Leuko- und Thrombopenie in allen Endotoxingruppen auf, die typisch für den septischen Zustand ist und den Verbrauch bzw. die Akkumulation der Zellen im Gewebe widerspiegelt.
- Quote paper
- Thomas Müller (Author), 2000, Der Einfluß des Radikal-Scavengers U74006F auf Mikrozirkulation, Leukozytenadhärenz und Plasmaextravasation im Mesenterium der Ratte, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/4984
