Carboyproxyl (CP-H) - ein Marker für oxidativen Stress

Abstract

Bei Transplantationen, aber auch bei organerhaltender Tumorchirurgie mit zeitweisem Unterbrechen der Blutzufuhr, entsteht eine Ischämie. Wenn mit der Reperfusion wieder Sauerstoff zur Verfügung steht, erfolgt die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS). Die dabei u.a. entstehenden Hydroxylradikale greifen nahezu jede Substanz in ihrer Umgebung an und die zellulären Schutzmechanismen, Antioxidantien wie Vitamin C und Glutathion (GSH), können sie nicht vollständig neutralisieren. Es kommt zum oxidativen Stress. Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung eines Markers zur Erfassung der Radikalproduktion in vitro und in vivo bei oxidativem Stress: die in der ESR-Spektroskopie stumme spin trap CP-H. Reagiert CP-H mit Radikalen entsteht CP, das mit der ESR-Spektroskopie erfassbar ist. Zunächst wurde die Stabilität von CP-H und CP in vitro überprüft. Während ersteres sehr stabil ist, wird CP durch Ascorbat ab einer Konzentration von 0,6 mM reduziert. Gegenüber GSH ist es jedoch stabil. Die Eignung des Messsystems in vitro wurde mit Hilfe zweier radikalbildenden Reaktionen überprüft: der Fenton-Reaktion und dem thermischen Zerfall von AAPH. Dabei konnten bis zu 85 % der Radikale durch Bildung von CP erfasst werden. Damit sind CP-H und das korrespondierende CP im Vergleich zu anderen spin traps in vitro sehr stabil und zeichnen sich durch eine hohe Radikal-Fängerquote aus. Das in diesem Labor für andere Marker benutzte Perfusionsmedium für Experimente mit ganzen Organen konnte weder CP-H noch CP angreifen. Jedoch zeigte sich bei in vitro Experimenten, dass das Medium die Fenton-Reaktion und damit Radikalproduktion unterhält. Dies erscheint widersprüchlich, da im Medium einige Radikalfänger enthalten sind. Daher wurde auf den Einsatz des Mediums für die in vivo Experimente verzichtet und statt ganzer Rattennieren ein Zellaufschluss benutzt. Zugesetztes CP-H war in diesem Zellaufschluss sehr stabil. Das CP-Signal wurde jedoch durch das biologische Milieu zu einem Drittel gelöscht. Trotzdem gelang die Messung der Radikal-Produktion bei 20 Minuten Warmischämie im Nierenzellaufschluss. Damit ist CP-H auch für in vivo Messungen geeignet. Insgesamt ist dieser Marker wie andere spin traps in der Lage, Radikale im Moment ihrer Bildung zu erfassen und zeichnet sich dadurch gegenüber anderen Messverfahren aus. Die besonderen Eigenschaften von CP-H, wie die hohe Stabilität, ermöglichen sowohl in vitro und in vivo Messungen.