Ein neonatales Schweinemodell zur Evaluierung neuroprotektiver Strategien in der Kinderherzchirurgie

• Published in: Zeitschrift für Herz-, Thorax- und Gefässchirurgie Thorax- und Gefässchirurgie, 2001-12, Vol.15 (6), p.253-260
• Main Authors: Abdul-Khaliq, H, Schubert, S, Troitzsch, D, Wehsack, A, Böttcher, W, Gutsch, E, Hübler, M, Schmitt, B, Crausaz, M, Schwaller, B, Celio, M, Stoltenburg-Didinger, G, Blasig, I, Volk, H.-D, Liebenthal, C, Hetzer, R, Lange, P. E
• Format: Article
• Language: ger
• Subjects: Brain; Cytokines; Heart surgery; Proteins; Tumor necrosis factor-TNF
• ISSN: 0930-9225; 1435-1277
• DOI: 10.1007/s003980170004

Einleitung Operationstechniken in der neonatalen Herzchirurgie, die mit Kreislaufstillstand in tiefer Hypothermie einhergehen, stellen ein ernstes Risiko hinsichtlich der Beeinträchtigung der psychomotorischen und mentalen Entwicklung dar. Die umfassende Evaluierung des Pathomechanismus solcher Komplikationen ist nur im Tiermodell möglich. Daher untersuchten wir die Veränderungen in der zerebralen Perfusion und Oxygenation sowie die neuropathologischen Veränderungen im Gehirn nach hypothermer extrakorporaler Zirkulation (EKZ) mit verlängertem Kreislaufstillstand in einem neonatalen Tiermodell. Methodik 10 Neugeborenen Ferkeln mit einem Alter unter einer Woche (Gewicht: 2,1±0,5 kg) wird nach dem Anschluss an die EKZ (Fluss 200–250 ml/kgKG/min) und einer homogenen Kühlung auf 14°C rektaler Temperatur ein Kreislaufstillstand von 60 Minuten induziert. Parameter der Hirnperfusion und Oxygenation werden kontinuierlich durch die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS), Blutgasanalysen und den transkraniellen Doppler und punktuell durch die Mikrosphärentechnik bestimmt. Nach Reperfusion und Wiedererwärmung werden die Tiere von der EKZ entwöhnt und für weitere 6 Stunden überwacht. Das Gehirn wird dann umfassend histologisch und immunhistochemisch untersucht. Die hypoxischen Neuronen werden quantitativ morphometrisch in der Region des Hippocampus (CA1–CA4 und Gyrus dentatus), des Großhirns, der Stammganglien und des Kleinhirnes erfasst. Es werden Neuronen hinsichtlich der Nekrosen, Apoptosen beurteilt. Die Konzentrationen von Interleukin 8 (IL-8) und Tumor-Nekrosefaktor-Alpha (TNF-α) werden mit Hilfe eines Immunoassay Kitts (Cytoscreen) analysiert. Die biochemische Marker für das Gehirn das Protein S-100B und die neurospezifische Enolase (NSE) werden mit LIA-Kitts (Byk-Sangtec®, Dietzenbach, Germany) bestimmt. Fünf Arten unterschiedlich fluoreszierender Polysteren-Mikrosphären (FluoSpheres, Molecular Probes Inc., Leiden, Holland) werden zur quantitativen Evaluierung der regionalen Hirnperfusion in den Hauptphasen der EKZ eingesetzt. Ergebnisse Die ersten histologischen Ergebnisse in allen Regionen zeigen ein diffuses perivaskuläres Ödem mit einer Schwellung der astrozytären Endfüße; signifikant hypoxisch veränderte Neurone wurden nach 60-minütigem Kreislaufstillstand nicht gesehen. Immunhistochemisch stellt sich eine deutliche Anfärbung der Astrozyten und deren perivaskulären Endfüßen mit S-100 dar. Die globale Hirnperfusion fiel signifikant während der Kühlung ab und war i