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Einleitung: Nach thorakalem Aortenclamping zum Ersatz eines Gefäßabschnittes kommt es zu Ischämie-/Reperfusions (I/R)-Schäden von u.a. Nieren und Rückenmark. Da es bislang kein geeignetes in vitro-Modell zur Klärung der molekularen Prozesse bei induzierten I/R-Schäden gibt, soll auf zellulärer Ebene das Verhalten unterschiedlicher Zelltypen bei Hypoxie und Reoxigenierung charakterisiert werden. Im Schweinemodell konnte bereits eine Wirkung verschiedener Substanzen, z.B. H2S und Erythropoietin auf die Funktion von Rückenmark und Niere während Clamping/Declamping der thorakalen Aorta gezeigt werden.

Material und Methoden: Die Untersuchungen werden an humanen (HEK293), porcinen (LLC-PK1) Zelllinien sowie α-Motoneuronen durchgeführt. Induktion von oxidativem Stress erfolgt durch Regulation der Sauerstoffkonzentration im Inkubator. Es folgen Bestimmungen zur Apoptoserate und Caspase3-Aktivierung sowie der Expression des Hypoxieinduzierbaren Faktors 1 (HIF-1). Weiterhin wird die Behandlung der Kulturen mit im Tierversuch als nierenprotektiv getesteten Substanzen durchgeführt. Oxidativer Stress führt initial zur Hemmung der mitochondrialen oxidativen Phosphorylierung, was direkt zum Verlust zellulärer Energieträger führt. Daher werden Messungen der mitochondrialen Atmung sowie Expressionsbestimmungen mitochondrialer Enzyme durchgeführt.

Ergebnisse: Bisherige Daten zeigen eine erhöhte Toleranz der Kulturen gegenüber kurzen (1–12h) Hypoxiezeiten. Die höchsten Apoptoseraten waren nach 24 bzw. 48h erkennbar, was gleichermaßen mit einer Erhöhung der Anzahl nekrotischer Zellen einhergeht.

Schlussfolgerung: Die Etablierung eines zellkulturgestützten Modells zur Untersuchung von Hypoxie/Reoxygenisierungvorgängen entsprechend dem klinischen Problem der Ischämie/Reperfusion ist durchführbar. Wir berichten über das erste Modell dieser Art aus gefäßchirurgischer Sicht.