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Einleitung: Endotheliale, neuronale und induzierbare Stickstoffmonoxid-Synthetasen (e-, n-, i-NOS) sind 3 Isoformen von Enzymen, die exogen rekombinant hergestellt werden und aus L-Arginin Stickstoffmonoxid (NO) generieren. Das Ziel der Studie bestand darin zu untersuchen, ob die Überlebensrate freier Gewebetransplantationen durch die systemische medikamentöse Präkonditionierung durch NOS und L-Arginin signifikant verbessert werden kann. Besonderes Interesse galt den unterschiedlichen Dosierungen und ihrem Einfluß auf die Hämodynamik in der Ratte.

Material und Methoden: 64 männliche Wistar-Ratten wurden in 16 experimentelle Gruppen (n=4) eingeteilt. An jedem Tier wurde ein 6x10cm großer erweiteter epigastrischer adipokutaner Lappen gehoben, der durch die A./V. epigastrica superficialis perfundiert war. 30 Minuten vor Durchführung einer 3h Lappenischämie wurden jeweils e-, n- und i-NOS mit/ohne L-Arginin in 2 unterschiedlichen Dosierungen über einen V. jugularis Katheter appliziert (1 und 2 Enzymeinheiten). Der vitale Anteil der Lappenplastik wurde mit einer Perfusionskamera am 5. postoperativen Tag erfaßt. Dazu wurde ein Fluoreszenz Farbstoff injiziert und die Gewebeperfusion mittels einer Nahinfrarotlichtquelle sichtbar gemacht. In einer zusätzlichen Auswertung wurden die Lappenplastiken digital fotografiert und die nekrotischen Anteile planimetrisch bestimmt. Desweiteren wurde vor und nach Applikation der Enzyme der Gehalt an L-Arginin und L-Citrullin im Plasma der Ratten bestimmt. Herzfrequenz, Blutdruck und Temperatur wurden über einen arteriellen Katheter ermittelt. Die Statistik wurde mittels f- und t-Test sowie einer ANOVA (Analysis of Variances) durchgeführt. Ein P-Wert von < 0,05 galt als signifikant.

Ergebnisse: Die durchschnittliche Überlebensrate betrug 10,56% in der Kontrollgruppe ohne Enzym und L-Arginin sowie 25,5% in der Gruppe ohne Enzym mit 50mg L-Arginin/kg KG. In den Gruppen mit Applikation von 1 u. 2 Einheiten Enzym zeigten sich folgende Ergebnisse: e-NOS ohne Arginin: 33%/28,3%. e-NOS mit Arginin: 27,3%/ 37, 6%. i-NOS ohne Arginin: 18,5%/23,3%. i-NOS mit Arginin 26,3%/26,5%. n-NOS ohne Arginin 22,7%/18,3%. n-NOS mit Arginin: 36,3%/22,5%. Somit ergaben alle Versuchsreihen höhere Überlebensraten bei Zusatz von 50mg L-Arginin/kg KG außer bei e-NOS und n-NOS in der Dosierung von 2 Enzymeinheiten. Die Applikation von induzierbarer NOS (iNOS) zeigte hinsichtlich ihrer Hauptwirkung eine geringere Verbesserung der Überlebensrate im Vergleich zur Kontrollgruppe, im Gegensatz zur endothelialen und neuronalen Stickstoffmonoxid-Synthetase. Eine Verdopplung der Enzymkonzentration von 1 auf 2 Enzymeinheiten konnte keine verbesserten Überlebensraten erzielen.

Schlussfolgerung: Diese bisher nicht veröffentlichten Daten zeigen erstmals, dass mittels der 3 Isoformen der Stickstoffmonoxidsynthetasen eine verbesserte Überlebensrate freier Gewebetransplantationen nach Ischämie und Reperfusion möglich ist. Dabei weist die endotheliale NOS die besten Überlebensraten aller 3 Isoformen auf. Die gleichzeitige Gabe von 50mg L-Arginin/kg KG bringt einen weiteren „Booster“ Effekt bei unbeeinflußter Hämodynamik.