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Interaktion von SHT und Fraktur: quantitative in vivo Analyse der posttraumatischen Expression von Insulin, Osteocalcin und Leptin im Mausmodell
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Published: | October 23, 2013 |
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Fragestellung: Die Bedeutung des Knochenmetabolismus und dessen endokrine Regulation für die Frakturheilung wird zunehmend erkannt. Ziel war die Erfassung des posttraumatischen Expressionsprofils und quantitative, serielle Analyse der systemischen Konzentration von Insulin, Osteokalzin (OCN) und Leptin (LPT) nach Schädel-Hirn-Trauma (SHT) und Femurfraktur (Fx) im Mausmodell.
Methodik: Alle Experimente wurden nach den Vorschriften des Tierschutzgesetzes und nach Genehmigung durch die Behörde durchgeführt. 60 weibliche, 12-Wochen alte C57/BL6 Mäuse (Gewicht: 20-22 g) wurden in Inhalationsnarkose (Isoflurane 1,6 vol%, N2O 0,5% L/min, O2 0,35 L/min) und unter systemischer Analgesie (Buprenorphine 0,1 mg/kg KG) und Antibiose (Clindamycin 0,01 mg/ kg KG) in zwei Gruppen unterteilt; SHT: n=30 und Fx: n=30. Die Induktion des SHT erfolgte mittels der Controlled Cortical Impact Injury Technik (CCII). Am Femur erfolgte die Osteotomie (0,22 mm) nach Fixateur externe-Anlage. Blutabnahmen erfolgten 2h, 1 und 2 Wochen nach Trauma zur Messung der Konzentrationen von Insulin, OCN und LPT im Plasma (Multiplex-Immunoassay Technik).
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Nach SHT wurde eine signifikante Zunahme (p<0.05) der Insulinkonzentration während des gesamten Zeitraums beobachtet. Die OCN-Konzentration (pg/ml) war höher in der SHT Gruppe und nahm im Verlauf in der Fx Gruppe zu. Die LPT-konz. (pg/ml) zeigte einen hierzu inversen Verlauf mit Zunahme nach SHT und Abnahme nach Fx (siehe Tabelle 1 [Tab. 1]).
a)p<0,05 vs. Fx Insulin 2h, b)p<0,05 vs. Fx Insulin 2w, c)p<0,05 vs. FxOCN 1w, d)p<0,05 vs. FxLPT 2h, e)p<0,05 vs. FxLPT 2w.)Die signifikant erhöhte Insulinkonzentration nach SHT könnte einer systemischen vom ZNS getriggerten Insulinresistenz entsprechen. Die initial niedrige LPT- Konzentration nach SHT deutet auf einen posttraumatischen Katabolismus hin. Die erhöhte OCN-konzentration nach SHT, lässt eine zusätzliche Bedeutung des OCN als systemisches Hormon mit stimulierender Wirkung auf die Insulinsekretion vermuten. Die erhöhten Konzentration von OCN nach SHT und Fraktur im Verbund mit den erhöhten Insulinspiegeln reflektiert den gesteigerten posttraumatischen Energiestoffwechsel und -bedarf. OCN scheint hier in der endokrinen Regulation des Knochenmetabolismus und Organen des Energiestoffwechsels (pankreat. Inselzellen, Fettgewebe) eine zentrale Rolle zu spielen. Inwieweit die systemische Freisetzung von OCN nach SHT und Fx dazu dient die Insulinresistenz zu kompensieren oder aber Osteoblasten zu aktivieren und den erhöhten skeletalen Energiebedarf abzudecken, erfordert weitere Analysen. Beide Mechanismen könnten aber an der besteigerten Frakturheilung nach SHT kausal beteiligt sein.