Etablierung eines ex vivo-Modells zur isolierten Hämoperfusion des equinen Uterus

Ziel der vorliegenden Studie war es ein ex vivo-Modell des equinen Uterus zu etablieren und dabei besonders auf den Metabolismus, die Histomorphologie sowie die Funktionalität in allen Phasen des Reproduktionszyklus der Stute einzugehen. Dazu wurden 13 Uteri, zusammen mit sechs Litern autologen Blutes von einem kommerziellen Schlachthof gewonnen und entsprechend ihres Zyklusstadiums in die Gruppen Östrus (n = 4), Diöstrus (n = 5) und Anöstrus (n = 4) aufgeteilt.Nach einer einstündigen Äquilibrierungsperiode wurden die Uteri für 360 Minuten mit einem Blut-Plasma-Gemisch (3:2) des autologen Blutes perfundiert. Dabei dienten ein Uterus der Gruppe Diöstrus, welcher nicht an das Perfusionssystem angeschlossen wurde sowie 6 Liter Blut, welche das System ohne Uterus durchliefen als Kontrolle. Das Perfusionssystem bestand aus Plastikschläuchen, durch welche mittels einer peristaltischen Pumpe das Perfusat aus dem venösen Reservoir, durch die Oxygenierungskammer, einen Mikrofilter sowie ein Wasserbad in die kanülierten Arterien der Gebärmutter gepumpt wurde. Während der gesamten Versuchsdauer lag der Uterus in einem Inkubator mit einer konstanten Luftfeuchtigkeit von 95% und einer Temperatur von 39°C. Nach Abschluss der Äquilibrierungsperiode wurden stündliche Blutproben sowohl vom arteriellen als auch vom venösen Perfusat entnommen, um den Glukoseverbrauch, die Laktatproduktion, den pH, den Sauerstoffverbrauch, die Kohlenstoffdioxidabgabe sowie den Kaliumgehalt und die Laktatdehydrogenase-Aktivität zu ermitteln. Außerdem wurden während des Versuches Endometriumsbioptate nach der Schlachtung, nach dem Transport, nach 240, 300 und 360 Minuten Perfusion sowie ein Vollschichtbioptat nach Beendigung der Perfusion entnommen. Diese wurden mittels einer Hämatoxylin-Eosin-Färbung angefärbt und auf ihre Histomorphologie sowie ihre Stromazelldichte untersucht. Zur zusätzlichen Überprüfung einer möglichen Ödemformation wurde die Gewichtszunahme nach der Perfusion bestimmt. Für den Nachweis der Funktionalität der Uteri wurden Sonomikrometriekristalle in das Myometrium eines Uterushornes eingenäht, welche die während der Perfusion auftretenden Spontankontraktionen sowie die Reaktion auf das nach 360 Minuten Perfusion verabreichte Oxytocin aufzeichneten. Während der Perfusion stiegen auf Grund des steigenden Metabolismus des Uterus sowohl der Glukosekonsum als auch die Laktatproduktion an, weswegen der pH des Perfusates sank (p < 0,05). Die Lakatatdehydrogenase-Aktivität blieb konstant, während der Kaliumgehalt ab 240 Minuten Perfusion anstieg (p < 0,05). Über die gesamte Dauer des Versuches verbrauchte der Uterus konstant Sauerstoff und produzierte Kohlenstoffdioxid. Der Metabolismus der Uteri unterschied sich dabei nicht zwischen den Zyklusstadien. Spontankontraktionen der Uteri liefen über den gesamten Versuch ab, wobei die Amplitude und die Frequenz nach 180 Minuten anstiegen, während die Länge der Kontraktionen konstant blieb. Sowohl in der Frequenz als auch in der Amplitude der Spontankontraktionen war zyklusbedingt eine vermehrte Aktivität der Uteri im Östrus zu erkennen (p < 0,05). Alle perfundierten Uteri reagierten nach 360 Minuten, ungeachtet ihres Zyklusstandes mit einer gleichförmigen Kontraktion auf die Oxytocingabe. Die Funktionalität des unperfundierten Kontrolluterus hingegen war auf den Zeitraum zwischen 60 und 120 Minuten begrenzt. In der histomorphologischen Betrachtung fielen, abgesehen von einem ansonsten über den Versuch konstanten gewebespezifischen Zellbild aller perfundierten Uteri, nach 240 Minuten bis zum Ende der Perfusion dilatierte Gefäße auf. Die Stromazelldichte hingegen unterschied sich nach Ende des Versuches nicht zu der Nullprobe, welche direkt nach der Schlachtung entnommen wurde (p > 0,05). Zusammenfassend war das ex vivo-Modell in allen Zyklusstadien der Stute in der Lage den Metabolismus sowie die Histomorphologie des equinen Uterus in dem Maße zu erhalten, dass seine Funktionalität bis zum Ende des Versuches nach 360 Minuten nicht eingeschränkt war.