Open Access

Patrick Hahn

• Die Leber spielt eine zentrale Rolle in der Entwicklung des Multiorganversagens nach Ischämie, Schock und Trauma. Hierbei nehmen die Veränderungen der Makrophagenaktivität, der Hepatozytenfunktion und der Mikrozirkulation eine besondere Stellung ein. Bisherige Untersuchungen zu dieser Thematik erfolgten meist mit Hilfe von in-vitro Methoden oder mittels der Intravitalmikroskopie. Ziel der vorliegenden Studie war, frühe Leberveränderungen nach hämorrhagischem Schock mit Hilfe der kontrastmittelverstärkten Magnetresonanztomographie zu erfassen. Im Kleintierexperiment wurde dazu die Makrophagenaktivität und die Gallesekretion der Leber 3 bzw. 24 Stunden nach hämorrhagischem Schock untersucht und mit den Ergebnissen der Intravitalmikroskopie bzw. der Gallesekretionmessung über den D. Choledochus verglichen. Zur Versuchsdurchführung wurden weibliche Sprague-Dawley Ratten mit 50 mg/kg Kg Pentobarbital narkotisiert. Zur kontinuierlichen Messung von Herzfrequenz, mittlerem arteriellen Blutdruck und zur Blutentnahme wurde den Tieren ein arterieller Katheter in die A. femoralis eingebracht. Über diesen erfolgte die Schockinduktion durch fraktionierte Blutentnahmen bis auf Werte von 40 ±5 mmHg. Diese hypotone Kreislaufsituation wurde über einen Zeitraum von 90 Minuten durch intermittierende Blutentnahmen konstant gehalten. Im Anschluß folgte eine dreistündige Reperfusionsphase mit Reinfusion von 60% des Shed-Blutes und Ringer-Laktat­ Lösung nach einem standardisierten Schema. Die randomisierte Aufteilung der Tiere erfolgte in 8 Gruppen: Zum einen wurden an zwei Sham und Schockgruppen kernspintomographische Untersuchungen im Anschluß an die Reperfusionsphase nach 3 bzw. 24 Stunden durchgeführt. Die Untersuchung erfolgte an einem Kleintierkernspintomographen mit einer 2,4T Magnetfeldspule (Bruker, Biospec, Germany). Mit Hilfe von ENDOREM (15µmol/kg KG i.v.) als Kontrastmittel wurde die Makrophagenaktivität der Leber untersucht, wobei Veränderungen der Signalintensität und Relaxationszeit in T2-gewichtetem Gewebe gemessen wurden. Gd-EOB-DTPA (200µmol/kg KG i.v.) diente zur kernspintomographischen Darstellung der Gallesekretion durch Signalintensitätsmessung in T1-gewichtetem Gewebe. Die Untersuchungssequenzen folgten dabei einem festgelegten Zeitablauf. Im Anschluß an die MRT wurden die Tiere laparotomiert und der linke Leberlappen auf einem speziellen Plexiglastisch zur intravitalmikroskopischen Untersuchung horizontal ausgelagert. Nach i.v. Gabe des Leukozytenfluoreszenzfarbstoffes Acridine Orange (1 µmol/kg KG) begann die Epifluoreszenzmikroskopie. Pro Versuchstier wurden fünf Lobuli für jeweils 30 Sekunden und fünf Zentralvenen als Standbilder aufgezeichnet. Diese Untersuchung diente der Auswertung der Leukozyten-Endothel-Interaktion und der Beurteilung der Mikrozirkulationsveränderungen nach hämorrhagischem Schock. In einer weiteren Versuchsreihe wurde an zwei Sham und Schockgruppen die Makrophagenaktivität mit Hilfe der Intravitalmikroskopie und die Gallesekretion durch quantitative Messung bestimmt. Hierzu wurden die Tiere 3 bzw. 24 Stunden postischämisch laparotomiert und ein spezieller Kunststoffkatheter in den D. Choledochus eingebracht. Über diesen wurde die Galle für eine Stunde abgeleitet und das Volumen bestimmt. Anschließend wurde wie in den vorherigen Gruppen, der linke Leberlappen zur Intravitalmikroskopie ausgelagert. Zur Darstellung der Makrophagenaktivität wurden Latexpartikel (3x108 Beads/kg KG) über einen Schwanzvenenzugang injiziert und fünf Lobuli nach 12 Minuten als Standbilder aufgezeichnet. Die Auswertung der makrohämodynamischen und klinisch­chemischen Parametern zeigte keine signifikanten Unterschiede, so daß von vergleichbaren Versuchsbedingungen ausgegangen werden kann. Hingegen zeigte die postischämische intravitalmikroskopische Auswertung nach dreistündiger Reperfusion eine signifikante Erhöhung der Makrophagenaktivität im periportalen und perizentralen Bereich gegenüber der Schockgruppe, wobei die Kernspintomographie im Gegensatz dazu nach Applikation von ENDOREM keine signifikanten Unterschiede bezüglich Signalintensität und T2-Relaxationszeit aufzeigte. 24 Stunden postischämisch konnten weder mittels Kernspintomographie noch mittels der Intravitalmikroskopie Veränderungen der Makrophagenaktivität nachgewiesen werden. Demgegenüber zeigte sich in der Schockgruppe mit Hilfe der MRT nach 24 Stunden eine signifikant verminderte Ausscheidung von Gd-EOB-DTPA, die mit Hilfe der quantitativen Gallesekretionsmessung über den D. Choledochus ebenfalls dargestellt werden konnte. Die Untersuchung der Mikrohämodynamik zeigte postischämisch eine signifikante Zunahme der temporären sowie der dauerhaft adhärenten Leukozyten im Reperfusionsverlauf. Ebenso wurde 24 Stunden nach Reperfusionsbeginn eine signifikante Verengung der Sinusoiddurchmesser, eine Abnahme des volumetrischen Blutflusses und eine Verminderung der Leukozytengeschwindigkeit gemessen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, daß mit Hilfe der kontrastmittelverstärkten, nichtinvasiven Magnetresonanztomographie Funktionsstörungen der Hepatozyten nach hämorrhagischem Schock dargestellt werden können. Demgegenüber zeigte die Makrophagenaktivität kernspintomographisch keine Veränderungen im Vergleich zur Kontrollgruppe. Obschon sublobuläre Veränderungen nicht erfaßt werden können, ermöglicht die non-invasive Magnetresonanztomographie klinisch anwendbare Verlaufsuntersuchungen. Mit der weiteren Entwicklung spezifischer Kontrastmittel und Verbesserung der technischen Ausstattung kann diese klinisch etablierte Untersuchungstechnik weiter ausgedehnt werden.