Einfluss der Hypothermie auf die Expression der Apoptose-assoziierten Proteine nach inkompletter cerebraler Hemisphären-Ischämie bei der Ratte über einen Beobachtungszeitraum von 28 Tagen
Die vorliegenden Studie untersucht den Einfluss der Hypothermie auf die Expression der Apoptose-assoziierten Proteine Bax, p53, Bcl-2 und Mdm-2 nach Induktion einer inkompletten cerebralen Hemisphären-Ischämie mit anschließender Reperfusion bei der Ratte über einen Beobachtungszeitraum von 28 Tagen. Als Versuchstiere dienen 72 männliche Sprague-Dawley Ratten, die unter Halothan anästhesiert, intubiert und mit 2 Vol % Isofluran und N2O/O2 (FiO2=0,33) beatmet werden. Um eine arterielle Blutdruckmessung durchführen zu können und zur Blutentnahme und Applikation von Medikamenten katheterisiert man die rechte A. und V. femoralis und die rechte V. jugularis. Des Weiteren bringt man verschiedene Messsonden an, um einzelne physiologische Parameter genau zu dokumentieren (perikranielle Temperatur-messung, EKG, EEG, Messung der Hirndurchblutung). Nach Abschluss der Präparation werden die einzelnen Tiere randomisiert der Normothermie- (n=32), der Hypothermie-Gruppe (n=32) oder einer unbehandelten Nativ-Gruppe (n=8) zuge-wiesen. Als Ischämiemodell dient der rechtsseitige 45-minütige Verschluss der A. carotis communis unter gleichzeitiger Hypotension durch Blutentzug bis zur Absenkung des MAP auf 40 mmHg. Bei den Tieren der Hypothermie-Gruppe wird die perikranielle Temperatur durch Auflegen von Eisbeuteln innerhalb von 30 min auf 34 °C abgesenkt, hält für 1h die Tiere bei 34 °C und erwärmt sie anschließend innerhalb von 30 min wieder. Nach Ablauf des jeweiligen Beobachtungszeitraumes (1, 3, 7 oder 28 Tage) werden die Tiere getötet, das Gehirn entnommen, tiefgefroren und anschließend in Serie geschnitten oder für die Western-Blot-Analyse aufbereitet. Die Nativtiere tötet man ohne jegliche Manipulation unter Narkose, um für die anschließenden Analyseverfahren einen physiologischen Ausgangswert zu etablieren. Die Expression der Apoptose-assoziierten Proteine Bax, p53, Bcl-2 und Mdm-2 wird durch die Immunfluoreszenz-Färbung (konfokale Lasermikroskopie) und Western-Blot-Analyse untersucht. Für das pro-apoptotische Bax-Protein konnte in der Hypothermie-Gruppe eine signifikante Verminderung bis zu Tag 7 (Immunfluoreszenz-Färbung) bzw. 28 (Western-Blot-Analyse, ischämische Hemisphäre) nachgewiesen werden. Für das p53-Protein zeigt sich nur in der Western-Blot-Analyse eine signifikante Erhöhung in der Hypothermie-Gruppe am Tag 1 auf der nicht-ischämischen Hemisphäre. Das anti-apoptotische Bcl-2-Protein der Hypothermie-Gruppe (Immunfluoreszenz-Färbung) steigt signifikant in beiden Hemisphären am Tag 1 und 3 an. In der Western-Blot-Analyse zeigt sich nur auf der ischämischen Hemisphäre ein Effekt in der Hypothermie-Gruppe: Hier steigt die Menge des Bcl-2-Protein am Tag 1 und Tag 28. Die Expression des anti-apoptotischen Mdm-2-Proteins steigt signifikant in der Immunfluoreszenz-Färbung in beiden Hemisphären am Tag 1 an. In der Western-Blot-Analyse kann nur in der nicht-ischämischen Hemisphäre am Tag 1 ein signifikanter Anstieg in der Hypothermie- im Vergleich zur Normothermie-Gruppe nachgewiesen werden. Zu den übrigen Untersuchungszeitpunkten zeigen sich dahingehend Tendenzen. Die teilweise unterschiedlichen Ergebnisse der beiden Analyseverfahren kann man durch die in der Probenaufbereitung begründeten unspezifischere Detektion der Western-Blot-Analyse im Vergleich zur Immunfluoreszenz-Färbung erklären. Zusammenfassend kann diese Studie zeigen, dass auch im Langzeiteffekt das Ausmaß des neurologischen Schadens nach einer induzierten cerebralen Ischämie durch Absenkung der perikraniellen Temperatur reduziert werden kann. Um die genauen Wirkmechanismen der Hypothermie näher zu erforschen und so neue Ansätze im klinischen Alltag zur Therapie ischämischer Insulte zu etablieren, müssen noch weitere umfassende Untersuchungen durchgeführt werden.
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