Drainage von Erythrozyten aus dem Subarachnoidalraum in Lymphknoten - Eine tierexperimentelle Untersuchung zum Schädelhirntrauma

Abstract

Zur Darstellung der Liquordrainage in die Lymphknoten der Ratte wurden aus einer Subarachnoidalblutung stammende Erythrozyten als pathophysiologische Marker verwendet. Dazu wurde bei Ratten mittels des Controlled Cortical Impact Injury ein subarchnoidales Hämatom erzeugt. Als Versuchstiere dienten 38 männliche Sprague-Dawley Ratten, denen nach Überlebenszeiten zwischen 10 Minuten und 28 Tagen post trauma repräsentative Lymphknotenstationen entnommen wurden. Diese wurden histologisch, immunhistologisch und elektronenmikroskopisch aufgearbeitet und nach Vorkommen von drainierten Erythrozyten in den Lymphknotensinus durchgemustert. Zur besseren Lokalisation der Erythrozyten in den entsprechenden Lymphknotenkompartimenten wurden Antikörper gegen Desmoplakin und ?-smooth muscle actin verwendet. Die phagozytotische Aktivität der Sinusmakrophagen bei der Degradation von Erythrozyten wurde mittels des Lysosomenmarker ED1 nachgewiesen. Ergänzend wurden der Bulbus olfactorius und der Hirnstamm hinsichtlich des Vorkommens von Erythrozyten histologisch untersucht. Zusätzlich wurden die gleichen Lymphknotenstationen von 10 weiteren Tieren, die im Rahmen einer Therapiestudie den NMDA-Antagonisten Aptiganel HCl (Cerestat®) oder Plazebo 15 Minuten nach dem Trauma verabreicht bekamen, asserviert. Bereits 10 Minuten nach dem Trauma sind im subkapsulären Sinus der tiefen cervikalen Lymphknoten drainierte Erythrozyten zu sehen. Nach 24 Stunden sind Erythrozyten gleichmäßig im Marksinus verteilt. 16 Stunden post trauma zeigen sich erstmals einzelne-, nach 24 Stunden wesentlich mehr Erythrozyten im Sinus der lumbalen paraaortalen Lymphknoten. In den inguinalen und poplitealen Lymphknotenstationen wird nahezu keine Erythrozytendrainage beobachtet. Die Sinus der Kontrollratten sind ebenfalls frei von Erythrozyten. Die sham- operierten Tiere zeigten in den tiefen cervikalen Lymphknoten nur ein geringgradiges Vorkommen von Erythrozyten. Der Nachweis von dreiwertigem Eisen mit Hilfe der Berlinerblau Reaktion zeigt zwischen dritten und fünften Tag nach dem Trauma das größte Vorkommen von bläulichem Eisenpigment. Nach 28 Tagen ist noch eine mittelgradige Anzahl an Eisenpigment in den beiden genannten Lymphknotenstationen zu erkennen. Insbesondere das zeitversetzte Auftreten von Erythrozyten in den tiefen cervikalen- und den lumbal paraaortalen Lymphknoten spricht für eine Drainage aus dem ZNS. Ein vermehrtes Auftreten von Erythrozyten in den zur Kontusionsseite ipsilateral gelegenen Lymphknoten wurde nicht beobachtet. In den Lymphknoten der Therapiegruppe beobachteten wir eine geringer ausgeprägte Erythrozytendrainage als bei den Plazebotieren. Die mit Cerestat® behandelten Tiere zeigten im Verlauf einen niedrigeren ICP, so daß ein Zusammenhang zwischen Erythrozytendrainage und ICP offensichtlich erscheint. Diese Erkenntnisse erhärten die Annahme, daß das periphere Lymphsystem für die Physiologie der Liquordrainage aus dem ZNS eine größere Rolle spielt.

Both physiological and non-physiological studies have demonstrated the existence of CSF-drainage from the subarachnoid space into the deep cervical lymph nodes in the rat. In this study, we describe the distribution of red blood cells and their degradation by macrophages (erythrophages and siderophages) in lymph nodes in relation to the survival time after ?Controlled Cortical Impact Injury?(CCII). Lymph nodes were taken bilaterally from submandibular, deep cervical, lumbar paraaortic, inguinofemoral and popliteal sites in 38 Sprague-Dawley rats after CCII. Furthermore, the olfactory tract and the brainstem were dissected to examine the pathways of red blood cells within the subarachnoid space. Erythrophagocytosis and siderophagocytosis were visualized by hematoxylin & eosin, Goldner?s trichrome and Prussian blue reaction. Additionally, macrophages were immunohistochemically characterized by monoclonal ED1 antibody. To distinguish lymph node sinus from lymph node vessels, immunohistochemistry for cytoskeletal proteins was used. Red blood cells are visible in the marginal sinus of the cervical lymph nodes (consisting of superficial and deep nodes) as soon as 10 min after brain injury. After 16 h, the lumbar paraaortic lymph nodes showed the presence of red blood cells, too. Only one hour after appearance, erythrocytes had attached to macrophages in cervical and lumbar sites. Ingestion and digestion were seen immediately and until the third day post trauma. Then siderophages and iron pigment appeared in the medullar sinus. Adjacent to the olfactory tract as well as to the brainstem, erythrocytes were identified in the subarachnoid space. The time intervals concerning the presence of erythrocytes in the draining lymph nodes are identical to those discussed in other studies. This fact confirms the assumption that these red blood cells originate from traumatic subarachnoid hemorrhage at the brain injury site. The drainage of subarachnoid hemorrhage into cervical and lumbar paraaortic lymph nodes was demonstrated in this pathophysiological model of experimental trauma.