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Reduktion des Ischämie-Reperfusionsschadens im Skelettmuskel nach Composite Tissue Allotransplantation durch Hitzeschock-Präkonditionierung
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Published: | June 15, 2005 |
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Einleitung
Durch die ersten allogenen Handtransplantationen beim Menschen ist das Interesse an Erhöhung der Ischämietoleranz und Herabsetzung der immunologischen Abstoßungsreaktion einer Composite Tissue Allotransplantation gestiegen. Hitzeschockproteine (HSP) sind körpereigene Proteine, die als Reaktion auf Stressreize vermehrt produziert werden und bei erneutem Stress protektiv wirken.Das Ziel dieser Studie war die Untersuchung des Ischämie-Reperfusionsschadens nach Composite Tissue Allotransplantation im Tiermodell und der Möglichkeit der Gewebeprotektion durch Hitzeschock-Präkonditionierung und nachfolgender Erhöhung von HSP70.
Material und Methoden
Zur Hochregulation von Hitzeschockprotein 70 (HSP70) wurden Lewis-Ratten systemisch in einer Heizmatte auf eine Körperkerntemperatur von 42°C erwärmt. Der Expressionsverlauf von HSP70 im Skelettmuskel wurde durch eine Western Blot-Analyse gemessen.Als Modell für Composite Tissue Allotransplantations wurden allogene Hinterlauftransplantationen durchgeführt zwischen Lewis-Ratten (Spender) und Brown Norway-Ratten (Empfänger). In Gruppe 1 (n=10) wurde HSP70 durch Erwärmen der Spendertiere 24 Stunden vor Transplantation hochreguliert. In Gruppe 2 (n=10) erfolgte die Transplantation ohne vorherige Hochregulation von HSP70. Die Ischämiezeit des Hinterlaufes betrug drei Stunden. Gruppe 3 (n=10) diente als Kontrollgruppe ohne Transplantation. 24 Stunden nach Reperfusion wurde der Ischämieschaden als Nekroseanteil (Nitroblautetrazolium-Färbung) und Ödemgehalt (Nass-/Trockengewicht-Verhältnis) des M. tibialis anterior gemessen.
Ergebnisse
Die Muskelnekroserate in Gruppe 1 (mit Hitzeschock) betrug 35,5%, der Nekroseanteil in Gruppe 2 (ohne Hitzeschock) 68,3%. Der Unterschied zwischen den beiden experimentellen Gruppen war statistisch hochsignifikant (Whitney-Mann-U-Test: p<0,005). Das Nass-/ Trockengewichtverhältnis in Gruppe 1 (mit Hitzeschock) betrug 5,22 im Vergleich zu 5,88 in Gruppe 2 (ohne Hitzeschock). Der Unterschied zwischen beiden Gruppen war statistisch signifikant (Whitney-Mann-U-Test: p<0,05).Der Hitzeschock mit gleichzeitiger Hochregulation des HSP70 bewirkt eine Verbesserung der Ischämietoleranz nach allogener Hinterlauftransplantation mit Verminderung der Muskelschädigung.
Schlussfolgerung
In der Literatur wird der Effekt von Hitzeschock und HSP70 auf den Ischämie-Reperfusionsschaden im Skelettmuskel kontrovers diskutiert.In unserem Modell für Composite Tissue Allotransplantation führte der Hitzschock und die nachfolgende Hochregulation von HSP70 zu einem signifikanten Schutz gegen Ischämieschaden. Die Ischämiezeit eines Transplantates sowie der dadurch bedingte Ischämie-Reperfusionsschaden sind wichtige Faktoren, die die Ergebnisse mikrovaskulärer Transplantate entscheidend beeinflussen. Daher bieten unsere Ergebnisse eine Möglichkeit, das funktionelle Endresultat von Composite Tissue Allotransplantations zu verbessern.