Wirkung von L-Arginin auf die Funktion vorgeschädigter Spender-Lungen nach Transplantation

Die Lungentransplantation stellt nach wie vor die Therapie der Wahl
für terminale Lungenerkrankungen dar. Zwar steigt die Zahl der
Lungentransplantationen kontinuierlich an, doch ebenso die Zahl der
Neuanmeldungen. So besteht immer noch eine deutliche Diskrepanz
zwischen Angebot und Nachfrage. Eine Möglichkeit zur Erweiterung
des Spenderpools ist die Einbeziehung marginaler Spender, da durch
die harten Spenderkriterien nur ca. ein Viertel der vorhandenen
Lungen transplantiert werden können. In Ansätzen wird dies zwar
bereits praktiziert, doch sind die Transplantationszentren aufgrund
des möglichen Transplantatversagens sehr zurückhaltend. Da ein
großer Teil der potentiellen Organspender Verkehrstote mit
marginalen Organen sind, wäre deren Einbeziehung ein großer
Fortschritt für die Transplantationschirurgie. Eine exaktere
Differenzierung des aktuellen Bewertungssystems der „erweiterten
Spenderkriterien“ ist wünschenswert. Vorschädigungen der
Spenderorgane durch einen Ischämie-Reperfusionsschaden werden
bisher nicht ausreichend erfasst, und vermeidlich adäquate
Spenderlungen überraschen daher durch ein schlechtes outcome. Ein
weiteres ungelöstes Problem ist das primäre Transplantatversagen.
Mit einer Inzidenz von 30 % und einer Mortalität bis zu 40 % stellt
es eine sehr ernst zu nehmende Komplikation dar. Vor allem das
outcome nach Transplantation vorgeschädigter Lungen könnte hiervon
negativ beeinflusst werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es,
den Einfluss der Aminosäure L-Arginin auf die Funktion
vorgeschädigter Spenderlungen zu untersuchen. Dies wurde am Modell
einer Einzellungentransplantation am Hausschwein durchgeführt. Es
wurden 3 Gruppen (n = 6) gebildet. Neben einer Kontrollgruppe gab
es eine Schock- sowie eine Therapiegruppe. Bei den Spendertieren
der zwei letzteren Gruppen wurde ein schwerer hämorrhagischer
Schock mit anschließender Resuscitation durchgeführt. Nach
Beendigung des insgesamt 5-stündigen Messzeitraumes wurden die
Lungen flushkonserviert und 18 Stunden hypotherm gelagert. Die
Empfängertiere der Therapiegruppe erhielten kurz vor Reperfusion
einen i.v. Bolus der Aminosäure sowie eine 2-stündige Applikation
via Perfusor. Nach Transplantation wurden über 6 Stunden Parameter
des Gasaustausches sowie der Hämodynamik zur Beurteilung der
Transplantatfunktion gemessen. Des Weiteren erfolgten nach
Beendigung des Messzeitraumes eine bronchoalveoläre Lavage, sowie
die Gewinnung von Gewebe für histologische Untersuchungen. Die
Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass durch die
Substitution der Aminosäure L-Arginin in der frühen
Reperfusionphase eine Transplantatverschlechterung trotz
Vorschädigung der Spenderlunge verhindert werden konnte. Es zeigte
sich im Vergleich zur Schockgruppe eine deutliche und zum Teil
signifikante Verbesserung der Transplantatfunktion. Es kam unter
anderem zu einer Verbesserung der endothelialen Integrität mit
Reduzierung der Schrankenstörung und Verminderung einer
intraalveolären Ödembildung. So zeigte sich eine konsekutive
Verbesserung der Mikrozirkulation mit Abnahme der pulmonalen
Shuntfraktion und gebessertem Gasaustausch. Die durch Vorschädigung
entstandene erhöhte Anzahl an reaktiven Sauerstoffspezies konnte
durch L-Arginin reduziert werden. Konsekutiv kam es in der
Therapiegruppe zu vermindertem oxidativen Stress mit erniedrigter
Lipidperoxidation. Eine vermehrte Leukozytenakkumulation im
Transplantat wurde verhindert. Auch der als „distant organ injury“
bezeichnete Kollateralschaden der Nativlunge konnte durch L-Arginin
positiv beeinflusst werden. Es ergab sich eine verbesserte
Nativlungenfunktion, sowie eine Reduzierung der
Leukozytenrekrutierung ins Lungengewebe. Zusammenfassend lässt sich
sagen, dass eine Therapie mit L-Arginin nicht nur positive Effekte
auf das primäre Transplantatversagen bei optimalen Spender /
Empfänger Konstellationen hätte, sondern auch Zugang zu einem bis
dato ungenutzten Spenderpool bedeuten könnte. Gerade bei
Verkehrstoten, die oftmals in Folge von Traumata versterben, wäre
ein Einsatz von L-Arginin in der frühen Reperfusionsphase beim
Empfänger zur Verbesserung der Transplantatfunktion denkbar.
Weitere Untersuchungen der Effekte auf den Empfänger mit längeren
Beobachtungszeiträumen und postoperativen Langzeitverläufen werden
erforderlich sein, um die in unserer Arbeit gezeigten positiven
Ergebnisse weiter verifizieren zu können.