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Einleitung: Gewebe sind mit protektiven Mechanismen ausgestattet, die der chronischen Ischämie entgegenwirken können. Bisherige Studien konnten nachweisen, dass endogene Hämoxygenase (HO)-1 in der Lage ist, parenchymatöse Organe vor Schäden zu schützen, die durch Entzündung und Ischämie/Reperfusion hervorgerufen werden. Bisher ist allerdings nicht bekannt, ob endogene HO-1 auch einen protektiven Effekt bei dem durch chronische Ischämie bedingten Gebewebeuntergang besitzt. Ziel dieser Studie war es in vivo zu analysieren, ob (i) endogene HO-1 chronisch ischämisches muskulokutanes Gewebe schützt, und ob (ii) diese Protektion als Folge einer Verminderung der mikrovaskulären Dysfunktion zustande kommt.

Material und Methoden: An C57BL/6-Mäusen wurde ein randomisiert durchbluteter und chronisch ischämischer Hautlappen inklusive Panniculus Carnosus gehoben und in eine Rückenhautkammer eingebracht (n=8; unbehandelte Lappen). In einer zweiten Gruppe wurde zusätzlich Zinnprotoporphyrin-IX (SnPP-IX; 50µmol/kg KG) intraperitoneal verabreicht um die Wirkung von endogenem HO-1 kompetitiv zu hemmen (n=8). Tiere ohne Lappen dienten als Kontrolle (n=8). Mittels intravitaler Fluoreszensmikroskopie wurde die Mikrozirkulation (arterioläre Durchmesser, arteriolärer Blutfluss, funktionelle Kapillardichte), der apoptotische Zelltod und die Gewebenekrose über einen Zeitraum von 10 Tagen wiederholt untersucht. Der Verlauf der HO-1-Expression wurde mittels Western Blot-Analyse bestimmt.

Ergebnisse: Chronische Ischämie induzierte einen Anstieg der HO-1 Expression, insbesondere an den Tagen 1 und 3 nach Lappenhebung. Diese Enzyminduktion ging mit einer arteriolären Dilatation und einer Hyperperfusion einher, die es ermöglichte innerhalb des kritisch perfundierten zentralen Lappengewebes eine adäquate Kapillarperfusion aufrecht zu erhalten. Die kompetitive Hemmung endogener HO-1 mittels SnPP-IX hob die arterioläre Dilatation (44.6±6.2µm vs unbehandelte Lappen: 71.3±7.3µm; p<0.05;) und somit die Hyperperfusion (3.13±1.29pl/s vs 8.55±3.56pl/s; p<0.05) vollständig auf. Dies resultierte in einer drastischen Verminderung der funktionellen Kapillardichte (16±16cm/cm² vs 84±31cm/cm²; p<0.05), sowie einem signifikanten Anstieg des apoptotischen Zelltodes (585±51Zellen/mm² vs 365±53Zellen/mm²; p<0.05) und der Gewebenekrose (73±5% vs 51±5%; p<0.001).

Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse zeigen, dass die durch chronische Ischämie induzierte endogene HO-1-Expression das minderdurchblutete Gewebe schützen kann. Die Protektion ist wohl auf die vasodilatierende Wirkung des HO-1-assoziierten Kohlenmonoxids zurückzuführen. Eine exogene Induktion von HO-1 vor dem Ischämieschaden könnte in Zukunft einen viel versprechenden Ansatz darstellen, um ischämie-bedingte Komplikationen in der Lappenchirurgie zu verringern oder gar zu vermeiden.