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Einfluss einer induzierten Endotoxämie auf die Mikro- und Makrozirkulation und die Integrität der endothelialen Glykokalix beim Pferd

Eine der wichtigsten Ursachen für eine erhöhte Morbidität und Mortalität des equinen Patienten ist die Endotoxämie. Endotoxisch-septische Prozesse führen zu einer dysregulierten Immunantwort und einer eingeschränkten Gewebedurchblutung mit vermindertem Sauerstoffaustausch und Organhypoxie. Dies bedingt eine Mikrozirkulationsstörung mit konsekutiver Beeinträchtigung der Makrohämodynamik. Eine wichtige Rolle zur Aufrechterhaltung der vaskulären Homöostase spielt dabei die endotheliale Glykokalix. Die Degradation dieser Glykokalixstruktur beeinflusst Inflammationsprozesse, die Koagulation und die vaskuläre Permeabilität. 
Hypothesen der vorliegenden Studie waren, dass der Nachweis und der Anstieg von Glykokalix-Sheddingprodukte in der Blutbahn eine Schädigung des Gefäßendothels bereits in der Frühphase einer Endotoxämie anzeigt und eine Infusion bakteriellen Endotoxins zu einer Beeinträchtigung makro- und mikrozirkulatorischer Variablen führt. An sechs adulten, klinisch allgemeingesunden Warmblutpferden wurden kardiovaskuläre, hämatologische und Oxygenierungsparameter vor und nach einer induzierten Endotoxämie erfasst. Die Visualisierung der peripheren Mikrozirkulation erfolgte mithilfe der Seitenstrom-Dunkelfeld-Mikroskopie und die quantitative Bestimmung mithilfe einer Kombination von Weißlichtspektrometrie und Laser-Doppler-Flowmetrie. Die Ergebnisse zeigen, dass eine intravenöse Infusion eines Endotoxins Veränderungen im Sinne eines initialen Anstieges globalen hämodynamischer und hämatologischer Parameter mit einer gestörten Oxygenierung auslöst. Es kommt zu einer Beeinträchtigung der Mikrozirkulation mit einem heterogenen Blutflussmuster. In der Frühphase einer Endotoxämie lässt sich mit der verwendeten Endotoxinmenge kein Anstieg von Glykokalix-Sheddingprodukten in der Blutbahn nachweisen.

One of the most relevant causes of increased morbidity and mortality in the equine patient is endotoxemia. Endotoxic-septic processes results in a dysregulated immune response and impaired tissue perfusion with decreased oxygen exchange and organ hypoxia. That causes microcirculatory dysfunction with consecutive impairment of macrohemodynamics. An essential role in maintaining vascular homeostasis is played by the endothelial glycocalyx. Degradation of this glycocalyx structure affects inflammatory processes, coagulation and vascular permeability. It was hypothesized that the detection and increase of glycocalyx shedding products in the bloodstream indicates damage to the vascular endothelium early in endotoxemia and that infusion of bacterial endotoxin leads to compromised macrocirculatory and microcirculatory variables. Cardiovascular, hematologic, and oxygenation variables were recorded before and after induced endotoxemia in six adult, clinically healthy warm-blooded horses. Visualization of the peripheral microcirculation was performed using sidestream dark-field microscopy, and quantitative determination was obtained using a combination of white-light-spectrometry and laser-doppler-flowmetry. The results indicated that intravenous infusion of an endotoxin elicits changes in the sense of an initial increase in global hemodynamic and hematologic variables with impaired oxygenation. Impairment of the microcirculation with a heterogeneous blood flow pattern occurs. In the early phase of endotoxemia, no elevation of glycocalyx shedding products can be detected in the bloodstream with the amount of endotoxin used.

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