Pathomechanismen bei Ischämie und Reperfusion der Lunge - tierexperimentelle Studien

Abstract

Einleitung: Das primäre Organversagen nach Lungentransplantation stellt nach wie vor eine gefürchtete Komplikation dar und ist mit einer hohen perioperativen Letalität behaftet. Als wesentlicher Auslösemechanismus gilt eine unzureichende Organkonservierung, die einen Reperfusionsschaden zur Folge hat. Methoden: An 2 experimentellen Tiermodellen am Hund wurden insgesamt 4 Versuchsreihen durchgeführt. Es handelte sich hierbei um ein Transplantationsmodell der linken Lunge (Studien pulmonalvaskulärer Widerstand und Surfactantsubstitution) sowie einem Modell der unilateralen warmen Ischämie und Reperfusion der Lunge (Studien zur ischämischen Präkonditionierung und zur Induktion einer Endotoxin-Toleranz). Ergebnisse: 1. Durch bronchoskopische Applikation eines Rinderlungen Surfactantextraktes gelingt eine Wiederherstellung der Surfactantfunktion und eine weitreichende Wiederherstellung von Gasaustausch und Compliance im Transplantat. Die Permeabilitätsstörungen konnten hingegen kaum beeinflusst werden. 2. Ischämische Präkonditionierung über 5 Minuten (aber nicht 2 Zyklen von 10 Minuten) verbessert die postoperative Lungenfunktion signifikant. 3. Durch die präoperative Induktion einer Endotoxin-Toleranz konnte ebenfalls eine deutliche Abschwächung des Reperfusionsschadens bewirkt werden. Schlussfolgerung: Die inflammatorische Antwort nach Ischämie und Reperfusion der Lunge ist durch Vorbehandlungen des Organs beeinflussbar wobei die molekularen Wirkungsmechanismen der ischämischen Präkonditionierung und der Endotoxintoleranz derzeit ungeklärt sind. Das bessere Verständnis der Protektionsmechanismen könnten klinischer Strategien zur Vermeidung von Reperfusionsschäden ermöglichen.

Introduction: Primary organ failure after lung transplantation is still a feared complication with a high morbidity and mortality. The primary trigger is ischemia/reperfusion injury due to insufficient organ conservation. Methods: In 2 experimental dog models, 4 test series were accomplished. The effectiveness of surfactant application and the change in pulmonary vascular resistance was investigated in a left lung transplantation model. A warm ischemia/reperfusion model was established for studying the role of ischemic preconditioning and induction of endotoxin tolerance in reperfusion injury of lungs. Results: 1. Bronchoskopic application of bovine surfactant leads to a restoration of the surfactant function and, accordingly, to an improvement in gas exchange and pulmonary compliance in the transplanted organ. The increased permeability could, however, hardly be affected. 2. Ischemic preconditioning of 5 minutes (however not 2 cycles of 10 minutes) improves lung function after warm ischemia and reperfusion significantly. 3. Mitigation of reperfusion injury after warm ischemia was obtained by pre-treatment with endotoxin. Conclusion: The inflammatory response after ischemia and reperfusion of the lung can be reduced by pre-treatment of the organ. The molecular mechanism of ischemic preconditioning or endotoxin tolerance still remains poorly understood. An improved understanding of protective mechanisms may enable the development of clinical strategies preventing reperfusion injury.