Einfluss von Low-Flow und No-Flow Ischämie auf den Ischämie-Reperfusions-Schaden am equinen Dünndarm

Aktuelle Forschung in Human- und Veterinärmedizin beschäftigt sich intensiv mit der Erforschung und Entwicklung neuer Behandlungsmöglichkeiten des Ischämie-Reperfusions-Syndroms. Grundlage für diese Forschung sind Ischämie-Reperfusions-Modelle. Dabei ist die Wahl des geeigneten Ischämie-Reperfusions-Modells von essentieller Bedeutung. Des Weiteren liefern experimentelle Studien am equinen Dünndarm kontroverse Ergebnisse bezüglich des Auftretens eines Reperfusionsschadens. Ziel dieser Studie war es den Einfluss von Low-Flow und No-Flow Ischämie auf den entstehenden Ischämie-Reperfusions-Schaden (I-R-S) am equinen Dünndarm zu charakterisieren.  Es wurden die Hypothesen aufgestellt, dass es im Rahmen einer No-Flow Ischämie zu einer stärkeren Reduktion des Blutflusses und der Sauerstoffsättigung sowie einer stärkeren Schädigung des Darmes als nach einer Low-Flow Ischämie kommen würde. Zusätzlich wurde im Rahmen der Low-Flow Ischämie eine frühere und ausgeprägtere Entzündungsreaktion als nach einer No-Flow Ischämie sowie ein Fortschreiten der Darmschädigung während der Reperfusion erwartet.

Es handelte sich um eine experimentelle, terminale in vivo Studie an 14 Warmblutpferden. Die Probanden wurden randomisiert einer Low-Flow (7 Pferde) oder No-Flow (7 Pferde) Gruppe zugeteilt. In Allgemeinanästhesie wurde eine segmentale Ischämie am distalen Jejunum angelegt. Dazu wurde in der Low-Flow Gruppe der Blutfluss um 80 % reduziert, in der No-Flow Gruppe wurde der Blutfluss vollständig unterbunden. Mittels Laser-Doppler Fluxmetrie und Weißlichtspektrometrie wurde der Blutfluss, Sauerstoffsättigung und intestinales Hämoglobin gemessen und anhand dessen der intestinale Blutfluss über eine Massenligatur der Mesenterialgefäße um das entsprechende Maß reduziert. Die Ischämie wurde für 2 h aufrechterhalten, darauf folgte eine zweistündige Reperfusion. Stündlich wurden Darmproben entnommen und der Darm klinisch beurteilt. Anhand der Biopsien wurde die Schädigung der Mukosa histomorphologisch über einen modifizierten Chiu-Score beurteilt. Entzündungszellinfiltration und Anzahl der apoptotischen Zellen wurden durch immunhistochemische Calprotectin- und aktivierte Caspase-3 Färbung bestimmt.

Friedman-Test kombiniert mit Dunns-Test für multiple Vergleiche wurde für den Vergleich der Zeitpunkte innerhalb der Gruppen durchgeführt. Der Vergleich zwischen den Gruppen zu verschiedenen Zeitpunkten wurde mittels Mann-Whitney-Test absolviert.

Während der Ischämie unterschieden sich die Darmsegmente der Low- und No-Flow Gruppe in der Farbbeurteilung der Darmoberfläche und Wanddicke signifikant voneinander. In der Messung des Blutflusses bestand zwischen der Low-Flow und No-Flow Gruppe kein signifikanter Unterschied. Allerdings unterschieden sich beide Gruppen während der Ischämie signifikant in der Sauerstoffsättigung und dem intestinalen Hämoglobin. Histomorphologisch wies die No-Flow Gruppe eine stärkere ischämische Schädigung als die Low-Flow Gruppe auf, was sich allerdings nicht statistisch signifikant erwies. In beiden Gruppen kam es zu keiner Progression der Mukosaschädigung über die Ischämie hinaus. Die Darmproben der Low-Flow Gruppe wiesen zu allen Probenzeitpunkten eine signifikant stärkere Einblutung als die Proben der No-Flow Gruppe auf. Insgesamt zeigte die Messung des Blutflusses, der Sauerstoffsättigung und die histologische Beurteilung in der Low-Flow Gruppe eine hohe Varianz.

Immunhistologisch konnte in beiden Gruppen während der Reperfusion eine signifikante Zunahme der Entzündungszellinfiltration nachgewiesen werden, welche sich am stärksten in der Serosa und Mukosa zeigte. Während der Reperfusion konnte ebenfalls in beiden Gruppen eine signifikante Zunahme der apoptotischen Zellen erwiesen werden. Es zeigte sich eine höhere Zellzahl in der No-Flow Gruppe, was sich statistisch als nicht signifikant erwies.

Somit konnten die aufgestellten Hypothesen nur zum Teil bestätigt werden. Die zunehmende Entzündungszellinfiltration und Apoptose während der Reperfusion könnten auf eine Reperfusion induzierte Darmschädigung hinweisen, auch wenn diese sich histomorphologisch nicht nachweisen ließ. Diese reperfusionsbedingten Prozesse scheinen nicht abhängig von der Art der im Modell verwendeten Ischämie zu sein.  Obwohl eine Low-Flow Ischämie eher dem pathophysiologischen Prozess einer Dünndarmstrangulation beim Pferd entspricht, deuten die Ergebnisse dieser Studie auf eine einfachere Methodik und konsistentere Ergebnisse bei einer No-Flow Ischämie hin.

In zukünftigen Studien sollte dies unter Einbezug der Rahmenbedingungen wie verfügbare Technik, Ziel der Studie und Probandenanzahl bei der Auswahl des Ischämiemodells beachtet werden.