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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

25. - 28.10.2011, Berlin

Melatonin verbessert nach Trauma die Regeneration und beschleunigt die funktionelle Wiederherstellung des verletzten Muskels

Meeting Abstract

  • I. Stratos - Abteilung für Unfall und Wiederherstellungschirurgie, Universität Rostock, Rostock, Germany
  • N. Richter - Institut für Experimentelle Chirurgie, Universität Rostock, Rostock, Germany
  • R. Rotter - Abteilung für Unfall und Wiederherstellungschirurgie, Universität Rostock, Rostock, Germany
  • Z. Li - Institut für Experimentelle Chirurgie, Universität Rostock, Rostock, Germany
  • T. Mittlmeier - Abteilung für Unfall und Wiederherstellungschirurgie, Universität Rostock, Rostock, Germany
  • B. Vollmar - Institut für Experimentelle Chirurgie, Universität Rostock, Rostock, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 25.-28.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. DocGR19-440

DOI: 10.3205/11dkou516, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou5169

Published: October 18, 2011

© 2011 Stratos et al.
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Fragestellung: Melatonin ist ein pleiotropes Hormon der Epiphyse, welches unter anderem für seine regenerativen und antioxidativen Eigenschaften bekannt ist. Ziel unserer Studie war es, die Regenerationskapazität von Melatonin in einem Tiermodell des lokalen Muskelschadens zu evaluieren.

Methodik: Insgesamt wurde bei 56 männlichen Wistar Ratten unter Pentobarbital Anästhesie der M. soleus über einen offenen Zugang der linken hinteren Extremität mit einer instrumentierten Klemme -unter Protektion der neurovaskulären Strukturen- standardisiert kontusioniert. Anschließend wurde täglich entweder Melatonin (10 mg/kg KG; n=28; Melatonin) oder 4.5% Ethanol als Kontrolllösung (3.3 ml/kg KG; n=28; Kontrolle) i.p. injiziert. Zur Erfassung der funktionellen Regeneration des Muskels erfolgte die Kraftmessung des M. soleus durch Provokation von Kurzkontraktion und Tetanie. Weiterhin analysierten wir im geschädigten Muskel die Apoptose („cleaved caspase 3” Immunhistochemie), die Leukozyteninfiltration (Chloracetat Esterase Färbung) sowie die Satellitenzellzahl (Pax-7 Immunhistochemie). Außerdem bestimmten wir die Ratio der pro- und anti-apoptotischen Proteine (Western Blot Analyse von BAX/BCL-2), die Aktivierung von ERK (Western Blot Analyse der Ratio der phosphorylierten zur nicht- phosphorylierten ERK) sowie den Melatonin Rezeptor MT1a (rt-PCR von MT1a/GAPDH). Alle Analysen erfolgten an den Tagen 1, 4, 7 und 14 nach Trauma-Induktion. Angegeben sind Mittelwert ± SEM, t-Test, * p< 0.05 vs Kontrolle.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Kraftmessung zeigte nach 4, 7 und 14 Tagen in der Melatonin Gruppe gegenüber der Kontrollgruppe signifikant erhöhte Werte sowohl bei der Kurzkontraktion als auch bei der Tetanie. Am 1. Tag nach Trauma bewirkte Melatonin eine signifikante Zunahme der Satellitenzellen (n/mm2: [1d] Melatonin: 12±2*; [1d] Kontrolle: 6±1) und führte gleichzeitig zur signifikanten Reduktion der infiltrierenden Leukozyten (n/mm2: [1d] Melatonin: 152±11*; [1d] Kontrolle: 221±25). Die quantitative Analyse der Ratio BAX/BCL-2 zeigte eine Abnahme am 1. Tag bei der Melatonin Gruppe. Dieses Ereignis ging mit einer signifikanten Reduktion der apoptotischen Zellzahl am 4. Tag einher (n/mm2: [4d] Melatonin: 7±2*; [4d] Kontrolle: 14±3). Die Ratio der phosphorylierten zur nicht-phosphorylierten ERK erreichte ihren höchsten Wert am ersten Tag nach Trauma bei der Melatonin Gruppe. Weiterhin konnten wir den MT1a Rezeptor im traumatisierten Muskel nachweisen und eine signifikante Hochregulation des Rezeptors 4 Tage nach Trauma in der Melatonin Gruppe detektieren.

Eine tägliche i.p. Injektion von Melatonin bewirkt eine schnellere und bessere Restauration der Skelettmuskelfunktion nach schwerem Trauma, welche wohl auf die Modulation von anti-apoptotischen Signalwegen zurückgeführt werden kann. Melatonin könnte daher einen attraktiven adjuvanten Therapieansatz im Management von Patienten mit schwerem Weichteiltrauma darstellen.