Einfluss von inhaliertem Kohlenmonoxid auf die hypoxisch pulmonale Vasokonstriktion (HPV) während Sepsis im Modell der isoliert perfundierten Mäuselunge

Abstract

Während schwerer inflammatorischer Lungenschädigungen, wie Sepsis oder ARDS, kommt es zur Verminderung der hypoxisch pulmonalen Vasokonstriktion (HPV). Dies trägt zur weiteren Entwicklung eines Perfusions-Ventilations-Missmatches und damit einer Hypoxämie bei. Die zugrunde liegenden Pathomechanismen sind weitgehend unbekannt. In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass exogen zugeführtes, inhaliertes Kohlenmonoxid (iCO) anti-inflammatorische Wirkungen hat und so auch lungenprotektiv wirken kann. In der vorliegenden Studie wurde daher der Effekt einer CO-Exposition auf die Entwicklung einer verminderten HPV in einem Sepsis-Modell an der Maus untersucht. Es zeigte sich, dass eine CO-Exposition über 21 Stunden vollständig die Entwicklung einer verminderten HPV verhindern konnte. Dabei fand sich eine deutliche Dosis-Wirkungsbeziehung, wobei die geringste Dosis CO (50 ppm in 21% O2) den größten Effekt hatte. Zusätzliche Experimente ergaben, dass eine Erhöhung der CO-Dosis mit einer Zunahme der CO-Hämoglobin-Werte im Blut korrelierte. Dabei ging eine Erhö-hung der O2-Konzentration im Gasgemisch von 21% auf 50% nicht nur mit einer Ver- minderung der CO-Hb-Werte, sondern auch mit einer Verbesserung der HPV einher. Zusammenfassend kann also gefolgert werden, dass die Inhalation von niedrig- dosiertem CO in dem hier verwendeten Sepsis-Modell an der Maus die Entwicklung einer verminderten HPV verhindert. Höhere Dosen CO haben dabei weniger Effekt, wobei dies möglicherweise auf die dabei entstehenden toxischen CO-Hb-Werte zurückzuführen ist. Damit könnte die Inhalation von CO einen neuen Therapieansatz zur Behandlung des akuten inflammatorischen Lungenschadens darstellen.

During heavy inflammatory lung disease, like sepsis or ARDS, there's a decrease of the hypoxic pulmonary vasoconstriction (HPV). This contributes to the further development of a mismatch of ventilation and perfusion, thus to hypoxemia. The underlying pathomechanism is still unknown. In recent years there has been shown that exogenously supplied, inhaled carbon monoxide (iCO) has anti-inflammatory effects and therefore is lung protective. The presenting study examined the effect of CO-exposition of a decreased HPV in a septic mouse model. The study demonstrated that CO-exposition of 21 hours could completely prevent the development of a decreased HPV. Besides, a clear dose- effect respect was found and the slightest CO dose (50 ppm had the biggest effect in 21% O2). Additional experiments proved that increased CO-dose correlated with an increase of the carboxyhemoglobin in the blood. Increased O2 concentration from 21% to 50% in the gas mixture lead to decreased carboxyhemoglobin values and therefore improved the HPV. In summary, it can be concluded that the inhalation of low-measured CO prevents the development of a decreased HPV in this sepsic mouse model. Higher CO concentrations have less effect, but this is maybe due to toxic CO-levels. Thus inhalation of CO could show a new therapy opinion of the acute inflammatory lung disease.