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.