Thorax trauma-induced experimental lung injury

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EICHERT, Katja, 2003. Thorax trauma-induced experimental lung injury [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz

@phdthesis{Eichert2003Thora-8466, title={Thorax trauma-induced experimental lung injury}, year={2003}, author={Eichert, Katja}, address={Konstanz}, school={Universität Konstanz} }

deposit-license Eichert, Katja application/pdf Ein Ziel dieser Studie war die Erzeugung einer reproduzierbaren, isolierten in vivo Druckwellenverletzung ( Blast Injury ) des Thorax der Ratte. Das für diese Versuche gewählte Rattenmodell, erlaubt die experimentelle Erzeugung einer isolierten Druckwellenverletzung der Lunge, ohne direkten Kontakt mit den Strukturen des Brustkorbes. Die hierbei entstehende Schädigung entspricht den beim Menschen auftretenden Verletzungen nach Exposition einer Druckwelle, und ist vergleichbar mit zahlreichen tierexperimentellen Untersuchungen.<br />Durch die Verknüpfung zweier Modellsysteme, der in vivo erzeugten Druckwellenverletzung des Thorax und der anschliessenden ex vivo Perfusion der isolierten Rattenlunge, konnten erstmals die direkten Auswirkungen der Druckwelle auf die Physiologie und den Metabolismus der Lunge untersucht werden. Basierend auf den Ergebnissen der ex vivo Perfusion konnte eine direkte pulmonale Funktionsstörung nach Druckwelleneinwirkung gezeigt werden. Diese beinhaltet sowohl eine Verschlechterung der Atemparameter als auch eine alveloär-kapilläre Schrankenstörung. Der zur initialen Ödembildung vergleichsweise geringe ex vivo Gewichtsanstieg drei und sechs Stunden nach Trauma, deutet auf eine Flüssigkeitsresorption und/ oder Verminderung der Ödemgenese in vivo nach Thoraxverletzung hin. Mit Hilfe ex vivo eingesetzter pharmakologischer Substanzen konnte gezeigt werden, dass die Integrität der für die Flüssigkeitsresorption notwendigen Natrium-Kanäle, nach einem Trauma zumindest teilweise besteht. Diese Erkenntnis führte zu der Hypothese, dass die bereits erwähnte, postulierte Flüssigkeitsresorption in vivo, möglicherweise auf die Aktivierung solcher Kanäle zurückzuführen ist. Des weiteren wirken beta-2-adrenerge Substanzen nicht nur positiv auf Ödemresorption und/ oder die Hemmung der Ödemgenese, sondern verbessern auch die Atemparameter der Lunge. Beta-2-adrenerge Substanzen wie Terbutalin und Formoterol, können daher im Modell der ex vivo Lungenperfusion nach in vivo Druckwellenverletzung als therapeutisch wirksam angesehen werden. Die zeitabhängige Verbesserung initialer Schadensparameter, macht eine enorme Regenerationsleistung der Lunge deutlich.<br />Die direkte Freisetzung der Eikosanoide Thromboxan und Prostazyklin, ansteigende Mengen an Tumor-Nekrose Faktor (TNF) und Interleukin (IL)-6, innerhalb von sechs Stunden nach Trauma sowie eine Freisetzung des Chemokins CINC-3 und einer Infiltration neutrophiler Granulozyten in die Lunge, weisen auf eine traumabedingte Entzündungsreaktion hin. Unterstützt wurde diese Vermutung durch die Messung der Matrixmetalloproteinasen (MMP)-2/ -9, welche als charakteristisch für eine Einwanderung bzw. das Vorhandensein neutrophiler Granulozyten angesehen werden können. Im Gegensatz dazu, konnten innerhalb der ersten zwölf Stunden steigende Mengen der löslichen Tumor-Nekrose Faktor (sTNF)-Rezeptoren in der broncho-alveolären Lavageflüssigkeit (BAL) gemessen werden, was auf eine anti-inflammatorische Gegenregulation nach einem Thoraxtrauma hindeutet.<br />Im Hinblick auf eine mögliche post-traumatische Immunsuppression wurden isolierte, primäre Alveolarmakrophagen aus traumatisierten Rattenlungen auf ihre Funktionalität hin untersucht. In diesen in vitro Versuchen konnte eine phasische Antwort der Alveolarmakrophagen sowohl auf die Stimmulation mit bakteriellen Bestandteilen als auch auf ganze Gram-positive und Gram-negative Bakterien hin beobachtet werden: Initial nach einem Trauma war sowohl die Phagozytosekapazität als auch die Fähigkeit zur Generierung von Superoxidanionen deutlich vermindert. Im Gegensatz dazu waren diese Funktionen zu späteren Zeitpunkten nach Trauma wieder vergleichbar mit denen der Kontrolltiere, wohingegen die TNF Freisetzung der Alveolarmakrophagen traumatisierter Tiere 24 Stunden nach Setzen des Traumas deutlich erhöht war. Es konnte gezeigt werden, dass die beobachteten Veränderungen der Alveolarmakrophagen Funktionen zumindest teilweise auf die traumainduzierte, massive, alveoläre Einblutung zurückgeführt werden kann.<br />Die Resultate dieser Arbeit zeigen, dass alle Parameter, gemessen in den verschiedenen Modellsystemen (in vivo, ex vivo und in vitro), sich zeitabhängig nach einer Druckwellenverletzung der Lunge normalisierten. Dennoch ist eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber bakterieller Infektionen im Zustand einer eingeschränkten Abwehr, wie die hier beobachtete durchaus vorstellbar. 2003 2011-03-24T17:43:53Z Thorax trauma-induced experimental lung injury 2011-03-24T17:43:53Z Thorax trauma-induced experimental lung injury Eichert, Katja deu

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