In dieser Doktorarbeit wurde der prolongierte neuroprotektive Effekt volatiler Anästhetika untersucht. Die Möglichkeit, die volatilen Anästhetika Isofluran und Halothan als Präkonditionierungsstimuli einzusetzen, um eine Ischämietoleranz auf einen subsequenten ischämischen Insult zu induzieren, wurde in vivo an männlichen ausgewachsenen Wistarratten geprüft. Die Tiere wurden drei Stunden einer 1,2 %igen Halothan- oder 1,4 %igen Isoflurannarkose im atmosphärischen Luftgemisch ausgesetzt. Zusätzlich wurde aufgrund von Blutgasveränderungen während der Halothannarkose eine weitere Gruppe eingeführt, die zusätzlich zu Halothan und Luftgemisch 10 % Sauerstoff erhielt. Nach 24 Stunden wurde eine Okklusion der Arteria cerebri media bei den Ratten durchgeführt und vier Tage danach das Infarktvolumen evaluiert. Eine Isofluranpräkonditionierung oder die Präkonditionierung mit Halothan und Sauerstoff führten zu einer signifikanten Verringerung des Infarktvolumens im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die alleinige Behandlung mit Halothan bewirkte keine signifikante Reduzierung des Infarktvolumens. Der neuroprotektive Effekt von Isofluran war direkt nach Präkonditionierung nachweisbar und hielt bis 24 Stunden nach Präkonditionierung an. Mittels Western-Blot-Analysen von homogenisierten Anteilen des Neokortex von Ratten wurde eine signifikante Expression der induzierbaren NO Synthtase (iNOS) 18 Stunden bis 24 Stunden nach Präkonditionierung nachgewiesen. Hemmung der iNOS-Aktivität mit Aminoguanidin in vivo führte zu einem Verlust des neuroprotektiven Effektes von Isofluran. Somit scheint iNOS ein wichtiger Vermittler der durch Präkonditionierung induzierten Ischämietoleranz zu sein. Aufgrund der in dieser Arbeit dargestellten Ergebnisse sind weitere Untersuchungen sinnvoll, die die Mechanismen der Präkonditionierung aufklären und eventuell zu klinisch durchführbaren Methoden der Neuroprotektion als Therapie oder Prophylaxe von ischämischen Schlaganfällen führen.
In this project, the prolonged neuroprotective effect of volatile anaesthetics was investigated in male Wistar-rats. The animals were pretreated with halothane or isoflurane in normal air (1,2% and 1,4%, respectively). Because of changes in the blood-gases in the halothane group, a third group was treated with halothane in addition with 10% oxygen. 24 hours after the pre- conditioning phase, an occlusion of the arteria media was performed. Four days later, the volume of the infarction was evaluated. Preconditioning with isoflurane and with the mixture of halothane and oxygen significantly reduced the infarct volumes compared with the control group. Treatment with halothane was not associated with a significant reduction of infarction. The neuroprotective effect of isoflurane was detectable directly after the pre- conditioning and was significant until 24 hours after pre-conditioning. Homogenated neocortical areas of rats were investigated for the expression of inducible NO synthetase (iNOS) by western-blot analysis. Significantly increased expression was detectable 18 to 24 hours after pre-conditioning. The neuroprotective effect of pre-conditioning with volatile anaesthetics was diminished by inhibition of iNOS via aminoguanidine in vivo. This shows that iNOS is an important mediator of the neuroprotection induced by pre- conditioning. Based on these findings, more studies on the mechanisms of pre- conditioning are needed. This could lead to clinical strategies to use pre- conditioning as treatment or prophylaxis for ischemic strokes.
