Ischämische Präkonditionierung - Bedeutung für Ischämie/ Reperfusionsschädigung und Leberregeneration nach partieller Hepatektomie mit temporärer Organischämie im Rattenmodell

Abstract

Sollte während Leberteilresektionen eine vorübergehende Organischämie zur Reduktion des Blutverlustes notwendig sein, so kann die Ausbildung einer Ischämie/ Reperfusionsschädigung zu postoperativen Komplikationen führen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Methode untersucht, die bereits von zahlreichen Autoren als wirksamer Schutz vor einer Ischämie/ Reperfusionsschädigung bestätigt werden konnte die Methode der Ischämischen Präkonditionierung (IP). Um die klinische Anwendbarkeit in der Leberchirurgie zu überprüfen, führten wir dieses Verfahren vor Leberteilresektionen durch und untersuchten die Auswirkung auf die Ischämie/ Reperfusionsschädigung sowie die Regeneration der Restleber. Hierfür erhielt eine Gruppe von Wistarratten vor 70%iger Leberteilresektion eine Vorbehandlung mittels IP (5min./ 30min.), die Kontrollgruppe erhielt lediglich die Operation. Das Ausmaß der Ischämie/ Reperfusionsschädigung wurde 6 h postoperativ anhand der Transaminasen gemessen. Als Regenerationsparameter wurden mittels Immunhistochemie die Expression des Proteins Ki-67 bestimmt sowie der Mitoseindex (HE-Färbung). Zudem wurde das Resektionsausmaß auf 90% ausgedehnt und das Überleben betrachtet sowie die Leberperfusion gemessen. Wie in Bezug auf die gegenwärtige Studienlage zu erwarten war, zeigte sich 6 Stunden nach Resektion bei den ischämisch präkonditionierten Tieren eine signifikante Reduktion von AST und ALT. Überraschenderweise war die Leberregeneration jedoch bei den vorbehandelten Tieren nachhaltig eingeschränkt. Es konnte nach Entnahme am 1. postoperativen Tag ein signifikant geringeres Restlebergewicht festgestellt werden, analog hierzu waren deutlich weniger Hepatozyten in Proliferation befindlich. Auch nach 90%iger Leberteilresektion bestätigte sich die ungünstige Auswirkung der IP. Bereits nach 3 Tagen waren alle IP-Tiere verstorben, wohingegen 10% der Kontrolltiere den Beobachtungszeitraum von 21 Tagen überlebten. Frühpostoperative Messungen der Leberdurchblutung zeigten bei den behandelten Tieren eine signifikant erhöhte portale Perfusion sowie eine gesteigerte Mikroperfusion. Zusammenfassend stellt die Methode der IP zwar einen wirksamen Schutz vor Ischämie/ Reperfusionsschädigung dar, jedoch wird die Gefahr der Schädigung durch überproportionale Durchblutung der Restlebermasse verstärkt. Bei der Anwendung der IP sollte immer das Ausmaß der Resektion berücksichtigt werden, da durch eine relative Hyperperfusion der protektive Effekt der IP aufgehoben zu werden scheint.

If temporary inflow occlusion is required during liver resection, the postoperative course might be complicated by ischemia-reperfusion injury. Ischemic preconditioning (IP) is known to protect hepatic tissue from ischemia-reperfusion injury. We investigated the effects of IP on hepatocyte proliferation after 70% partial hepatectomy with temporary inflow occlusion. Prior to surgery, one group of Wistar rats received IP, while the second group served as non-treated controls. Ischemia-reperfusion injury was indicated by AST and ALT at 6 hours after surgery. Immunohistochemistry-tools were used to determine the mitotic index and Ki-67-expression to characterize the proliferative activity on days 1, 4 and 7. Additionally we extended the resection level to 90% and survival rates were performed. Using intravital microscopy microperfusion was measured during the early postoperative stage. The post-ischemic liver enzyme release had significantly decreased in the IP- group, while bilirubin and albumin were comparable in both groups. Surprisingly weight of proliferating liver, mitotic index and Ki-67-positive cells had significantly decreased in the IP-group. After 90% hepatectomy was performed, the survival rate was considerably lower in IP-group whereas portal hepatic blood flow, velocity and volumetric blood flow were significantly increased in IP-treated rats after 90% partial hepatectomy. Conclusion: Although IP significantly reduced ischemia-reperfusion injury, it restrains liver regeneration. IP should not be recommended before extended partial hepatectomy because of the resulting increase of liver perfusion.